DE102018206975A1 - Method for operating a hearing aid and hearing aid - Google Patents

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Tobias Wurzbacher
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Abstract

Ein erfindungsgemäßes Hörgerät (1) weist einen Beschleunigungssensor (6) auf, der im bestimmungsgemäßen Tragezustand am Kopf (9) eines Hörgeräteträgers positioniert und der zur Messung in drei senkrecht aufeinander stehenden Messachsen (x,y,z) eingerichtet ist. Verfahrensgemäß wird anhand von durch ein Beschleunigungssignal transportierten Beschleunigungsdaten (A) des Beschleunigungssensors (6) auf eine Bewegung des Hörgeräteträgers geschlossen, aus den Beschleunigungsdaten (A) eine Bewegungsebene (54) der Bewegung des Hörgeräteträgers abgeleitet, aus den Beschleunigungsdaten (A) eine Bewegungsachse (52) und eine Bewegungsrichtung der Bewegung ermittelt, und anhand der Bewegungsebene (54), der Bewegungsachse (52) und der Bewegungsrichtung auf ein Vorliegen einer Rotationsbewegung des Kopfs (9) geschlossen. Aus den detektierten Rotationsbewegungen, insbesondere anhand eines dabei ermittelten Gierwinkels (G) wird außerdem eine Blickrichtungswahrscheinlichkeitsverteilung erstellt, die eine Wahrscheinlichkeit dafür angibt, ob die tatsächliche Blickrichtung des Hörgeräteträgers entlang eines zugeordneten Winkels verlief.

Figure DE102018206975A1_0000
A hearing aid (1) according to the invention has an acceleration sensor (6) which, in the intended wearing state, is positioned on the head (9) of a hearing aid wearer and which is set up for measurement in three measuring axes (x, y, z) perpendicular to one another. According to the method, a movement plane (54) of the movement of the hearing aid wearer is derived from the acceleration data (A) from the acceleration data (A) of the acceleration sensor (6), a motion axis (A) is derived from the acceleration data (A) on the basis of acceleration data (A) of the acceleration sensor (6) transported by an acceleration signal. 52) and a movement direction of the movement, and based on the movement plane (54), the movement axis (52) and the movement direction to a presence of a rotational movement of the head (9) closed. From the detected rotational movements, in particular on the basis of a yaw angle (G) determined thereby, a line of sight probability distribution is also created which indicates a probability as to whether the actual viewing direction of the hearing device wearer was along an associated angle.
Figure DE102018206975A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Hörgeräts sowie ein Hörgerät, das insbesondere zur Durchführung des Verfahrens eingerichtet ist.The invention relates to a method for operating a hearing device and a hearing device, which is set up in particular for carrying out the method.

Hörgeräte dienen insbesondere in Form von Hörhilfegeräten Personen mit einer Hörminderung dazu, die Hörminderung zumindest teilweise auszugleichen. Dazu umfassen übliche Hörgeräte regelmäßig wenigstens ein Mikrofon zur Erfassung von Geräuschen aus der Umgebung sowie einen Signalverarbeitungs-Prozessor, der dazu dient, die erfassten Geräusche zu verarbeiten und dabei insbesondere in Abhängigkeit von der individuellen Hörminderung (insbesondere frequenzspezifisch) zu verstärken und/oder zu dämpfen. Die verarbeiteten Mikrofonsignale werden von dem Signalverarbeitungs-Prozessor an einem Ausgabewandler - meist in Form eines Lautsprechers - zur Ausgabe an das Gehör des jeweiligen Hörgeräteträgers weitergeleitet. Je nach Art der Hörminderung kommen als Ausgabewandler auch sogenannte Knochenleitungshörer oder Cochlea-Implantate zur mechanischen bzw. elektrischen Stimulation des Gehörs zum Einsatz. Unter den Begriff Hörgerät werden aber auch andere Geräte wie beispielsweise Kopfhörer, sogenannte Tinnitus-Masker oder Headsets zusammengefasst.Hearing aids serve in particular in the form of hearing aids to persons with a hearing loss to compensate for the hearing loss at least partially. For this purpose, conventional hearing aids regularly comprise at least one microphone for detecting ambient noise and a signal processing processor which serves to process the detected sounds and in particular to amplify and / or attenuate them as a function of the individual hearing loss (in particular frequency-specific) , The processed microphone signals are forwarded by the signal processing processor to an output transducer - usually in the form of a loudspeaker - for output to the hearing of the respective hearing device wearer. Depending on the type of hearing loss, so-called bone conduction earphones or cochlear implants for mechanical or electrical stimulation of the hearing are used as output transducers. The term hearing aid but other devices such as headphones, so-called tinnitus maskers or headsets are summarized.

Insbesondere Hörhilfegeräte weisen häufig einen sogenannten Klassifikator auf, der dazu dient, insbesondere anhand der erfassten Geräusche auf bestimmte, vordefinierte „Hörsituationen“ zu schließen. In Abhängigkeit von der erkannten Hörsituation wird dann regelmäßig die Signalverarbeitung verändert. Da häufig aufgrund der vorliegenden Hörminderung das Sprachverstehen des Hörgeräteträgers beeinträchtigt ist, sind die in dem Signalverarbeitungs-Prozessor hinterlegten (Signalverarbeitung-) Algorithmen meist darauf abgestimmt, die Sprachäußerungen Dritter in den erfassten Mikrofonsignalen herauszuarbeiten und für den jeweiligen Hörgeräteträgers in einer möglichst verständlichen Form wiederzugeben. Zur Erkennung einer Gesprächssituation wird in dem Klassifikator häufig ein Spracherkennungsalgorithmus abgearbeitet. Ein solcher Algorithmus wird jedoch in Situationen ungenau, in denen in der näheren Umgebung des Hörgeräteträgers mehrere Personen sprechen, aber nicht alle an dem gleichen Gespräch teilnehmen. In diesem Fall ist eine akustische Identifikation der am selben Gespräch teilnehmenden Personen regelmäßig erschwert.In particular, hearing aids often have a so-called classifier, which serves to close in particular on the basis of the detected sounds on certain predefined "listening situations". Depending on the detected hearing situation, the signal processing is then changed regularly. Since speech understanding of the hearing device wearer is often impaired due to the present hearing loss, the (signal processing) algorithms stored in the signal processing processor are usually tuned to work out the speech utterances of third parties in the recorded microphone signals and reproduce them in the most understandable form possible for the respective hearing aid wearer. To recognize a conversation situation, a speech recognition algorithm is often executed in the classifier. However, such an algorithm becomes inaccurate in situations where several people are speaking in the vicinity of the hearing aid wearer, but not all are participating in the same conversation. In this case, an acoustic identification of the persons participating in the same conversation is regularly difficult.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Betrieb eines Hörgeräts zu ermöglichen.The invention has for its object to enable improved operation of a hearing aid.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Des Weiteren wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch ein Hörgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 26. Vorteilhafte und teils für sich erfinderische Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung dargelegt.This object is achieved by a method having the features of claim 1. Furthermore, this object is achieved by a hearing aid with the features of claim 26. Advantageous and partly inventive embodiments and refinements of the invention are set forth in the dependent claims and the following Description set forth.

Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Betrieb eines Hörgeräts, insbesondere eines Hörhilfegeräts. Das Hörgerät weist dabei einen Beschleunigungssensor auf, der im bestimmungsgemäßen Tragezustand am Kopf, insbesondere in oder an einem Ohr eines Hörgeräteträgers positioniert ist. Dieser Beschleunigungssensor ist dabei außerdem zur Messung in drei senkrecht aufeinander stehenden Messachsen eingerichtet, von denen vorzugsweise zwei im bestimmungsgemäßen Tragezustand zumindest grob (d.h. nicht zwingend exakt, insbesondere - meist aufgrund der individuellen Anatomie - näherungsweise, d.h. mit einer Abweichung von bis zu etwa 20 oder 30 Grad) in einer Transversalebene des Körpers des Hörgeräteträgers angeordnet sind. Das heißt insbesondere, dass diese beiden Messachsen der Transversalebene zugeordnet sind.The inventive method is used to operate a hearing aid, in particular a hearing aid. The hearing aid in this case has an acceleration sensor, which is positioned in the intended wearing state on the head, in particular in or on an ear of a hearing aid wearer. This acceleration sensor is also set up for measurement in three mutually perpendicular measuring axes, of which preferably at least roughly in the intended state of wear (ie not necessarily exact, especially - mostly due to the individual anatomy - approximately, ie with a deviation of up to about 20 or 30 degrees) are arranged in a transverse plane of the body of the hearing aid wearer. This means, in particular, that these two measuring axes are assigned to the transversal plane.

Verfahrensgemäß wird (insbesondere im bestimmungsgemäßen Betrieb des Hörgeräts) anhand von durch ein Beschleunigungssignal transportierten Beschleunigungsdaten des Beschleunigungssensors auf eine Bewegung des Hörgeräteträgers, also insbesondere ob sich der Hörgeräteträger überhaupt bewegt, geschlossen. Aus den Beschleunigungsdaten wird außerdem - insbesondere nur, wenn eine Bewegung erkannt wurde - eine Bewegungsebene der Bewegung des Hörgeräteträgers abgeleitet. Des Weiteren werden aus den Beschleunigungsdaten eine Bewegungsachse und eine Bewegungsrichtung der Bewegung ermittelt, sowie anhand der Bewegungsebene, der Bewegungsachse und der Bewegungsrichtung auf ein Vorliegen einer Rotationsbewegung des Kopfs geschlossen.According to the method (in particular during normal operation of the hearing aid) based on transported by an acceleration signal acceleration data of the acceleration sensor on a movement of the hearing aid wearer, ie in particular whether the hearing aid wearer moves at all closed. From the acceleration data is also - especially if a movement was detected - derived a movement plane of the movement of the hearing aid wearer. Furthermore, from the acceleration data, a movement axis and a movement direction of the movement are determined, as well as closed on the basis of the movement plane, the movement axis and the direction of movement on a presence of a rotational movement of the head.

Unter dem Begriff „Transversalebene“ wird hier und im Folgenden insbesondere eine senkrecht zu (Körper-)Längsachse des Hörgeräteträgers ausgerichtete Ebene verstanden. Diesem aus der Medizin entlehnten Begriff entsprechend wird hier und im Folgenden auch der Begriff „Sagittalebene“ oder „Medianebene“ verwendet, die somit insbesondere eine - bei aufrechter Körperhaltung und geradeaus gerichtetem Blick - den Körper des Hörgeräteträgers in einen linken und rechten Teil, im Fall der Medianebene in eine entsprechende Hälfte, teilen und senkrecht auf der Transversalebene stehen.The term "transverse plane" is understood here and below as meaning, in particular, a plane oriented perpendicular to (body) longitudinal axis of the hearing device wearer. According to this term borrowed from medicine, the term "sagittal plane" or "median plane" is used here and below, and thus in particular a - in an upright posture and straight-ahead view - the body of the hearing aid wearer in a left and right part, in the case the median plane into a corresponding half, and divide perpendicular to the transverse plane.

Unter dem Begriff Rotationsbewegung wird hier und im Folgenden insbesondere eine Drehung des Kopfs um eine (Körper-)Achse verstanden. Grundsätzlich werden solche Rotationsbewegungen des Kopfs im Rahmen der vorliegenden Beschreibung insbesondere in eine Gierbewegung, eine Nickbewegung und eine Rollbewegung unterteilt. Unter dem Begriff „Gierbewegung“ oder „Gieren“ wird dabei hier und im Folgenden insbesondere eine Rotation (Drehung) des Kopfs um eine (Körper-)Hochachse, also insbesondere um die von der Wirbelsäule gebildete Achse (die vorzugsweise zumindest näherungsweise mit der Vertikalen zusammenfällt) verstanden. Des Weiteren werden hier und im Folgenden insbesondere die Begriffe „Nicken“ oder „Nickbewegung“ für eine auf und ab um eine vorzugsweise zumindest grob in der Transversalebene liegende und insbesondere die Ohren des Hörgeräteträgers verbindende „Nickachse“ gerichtete Bewegung, sowie „Rollen“ oder „Rollbewegung“ für eine seitwärts gerichtete Neigung oder Verkippung des Kopfs um eine vorzugsweise in Neutral-Blickrichtung (auch als „Null-Grad-Blickrichtung“ bezeichnet) ausgerichtete „Rollachse“, die vorzugsweise eine Schnittlinie der Transversal- und der Sagittalebene in Höhe etwa der Ohren bildet, verwendet. Die Rollachse liegt somit auch zumindest grob in der Transversalebene.The term rotational movement is understood here and below to mean, in particular, a rotation of the head about a (body) axis. In principle, such rotational movements of the head are within the scope of the present invention Description in particular divided into a yaw, a pitching motion and a rolling motion. The term "yawing" or "yawing" is here and below in particular a rotation (rotation) of the head about a (body) vertical axis, ie in particular about the axis formed by the spine (which preferably at least approximately coincides with the vertical ) Understood. Furthermore, here and below, the terms "pitching" or "pitching motion" are used in particular for a movement directed up and down about a "pitch axis" which preferably lies at least roughly in the transverse plane and in particular connecting the ears of the hearing device wearer, and also "rollers" or " Rolling movement "for a sideways tilting or tilting of the head about a preferably in the neutral direction of view (also referred to as" zero-degree viewing direction ") aligned" roll axis ", preferably a section line of the transverse and the sagittal plane at about the ears forms, used. The roll axis is therefore also at least roughly in the transverse plane.

Optional wird die Bewegungsrichtung nur mittelbar bestimmt, bspw. mittels eines Rotationswinkels, bspw. eines Gierwinkels, der das Ausmaß der Rotationsbewegung (bspw. der Gierbewegung) um die jeweilige Bewegungsachse wiedergibt und über sein zugeordnetes Vorzeichen auch einen Drehsinn (und somit die Bewegungsrichtung) erkennen lässt.Optionally, the direction of movement is determined only indirectly, for example by means of a rotation angle, for example a yaw angle, which reproduces the extent of the rotational movement (for example the yaw movement) about the respective movement axis and also recognizes a direction of rotation (and thus the direction of movement) via its assigned sign leaves.

Dadurch, dass zunächst „nur“ ermittelt wird, ob überhaupt eine Bewegung des Hörgeräteträgers vorliegt, können optional nachfolgende Verfahrensschritte (bspw. zur Detektion der Rotationsbewegung) entfallen. Des Weiteren wird durch die Bestimmung der Bewegungsebene sowie der Bewegungsachse und der Bewegungsrichtung vorteilhaft ermöglicht, nur einen (einzigen) Beschleunigungssensor, der in (oder: entlang von) drei Messachsen misst, zur Detektion der Rotationsbewegung heranzuziehen, sodass der Einsatz von herkömmlicherweise verwendeten Messsystemen, die mehrere (insbesondere unterschiedliche) Sensoren, konkret eine Kombination von Beschleunigungssensoren mit Gyroskopen und/oder Magnetfeldsensoren (auch als „inertiale Messeinheiten“ bezeichnet) verwenden, und der damit verbundene vergleichsweise hohe Energieverbrauch entfallen kann. Des Weiteren kann die erkannte Rotationsbewegung genutzt werden, um die Analyse von Hörsituationen oder die Einstellung von Signalverarbeitungsparametern zu unterstützen.By first "only" determining whether there is any movement of the hearing device wearer, optional subsequent process steps (for example for detecting the rotational movement) can be dispensed with. Furthermore, the determination of the plane of motion as well as the axis of movement and the direction of movement advantageously makes it possible to use only one (single) acceleration sensor, which measures in (or: along) three measuring axes, to detect the rotational movement, so that the use of conventionally used measuring systems, the multiple (especially different) sensors, specifically a combination of acceleration sensors with gyroscopes and / or magnetic field sensors (also referred to as "inertial measurement units") use, and the associated relatively high energy consumption can be omitted. Furthermore, the detected rotational motion may be used to assist in the analysis of hearing situations or the adjustment of signal processing parameters.

Vorzugsweise ist die dritte Messachse des Beschleunigungssensors in der bestimmungsgemäßen Trageposition etwa senkrecht zur Transversalebene ausgerichtet. Vorzugsweise handelt es sich bei dem eingesetzten Beschleunigungssensor um einen Beschleunigungssensor, in dem die der jeweiligen Messachse zugeordneten sensitiven Elemente integriert sind. Dies ist dahingehend vorteilhaft, da derartige „3D-Beschleunigungssensoren“ als integrale Bauelemente erhältlich sind.Preferably, the third measuring axis of the acceleration sensor in the intended carrying position is aligned approximately perpendicular to the transverse plane. Preferably, the acceleration sensor used is an acceleration sensor in which the sensitive elements associated with the respective measuring axis are integrated. This is advantageous in that such "3D acceleration sensors" are available as integral components.

In einer weiteren bevorzugten Verfahrensvariante werden die Beschleunigungsdaten insbesondere auf das Vorliegen der Gierbewegung als Rotationsbewegung hin untersucht. Diese spiegelt häufig ein „Kopfzuwenden“ bspw. im Rahmen einer Gesprächssituation wieder, so dass eine diesbezügliche Information vorteilhaft zur Einstellung von Signalverarbeitungsparametern insbesondere für eine Gesprächssituation mit mehreren Gesprächsteilnehmern genutzt werden kann. Alternativ oder zusätzlich werden die Beschleunigungsdaten insbesondere auf das Vorliegen der Nick- und/oder der Rollbewegung hin untersucht.In a further preferred variant of the method, the acceleration data are examined in particular for the presence of the yaw movement as a rotational movement. This often reflects a "head turning", for example, in the context of a conversation situation again, so that a relevant information can be advantageously used for setting signal processing parameters, in particular for a conversation situation with multiple participants. Alternatively or additionally, the acceleration data are examined in particular for the presence of pitching and / or rolling motion.

In einer weiteren zweckmäßigen Verfahrensvariante werden die Beschleunigungsdaten blockweise in aufeinanderfolgenden - gegebenenfalls einander überlappenden - Datenframes (also insbesondere mehrere Datensamples, die über ein vorgegebenes Zeitfenster hinweg erfasst werden) analysiert. Die Länge des jeweiligen Datenframes (d.h. des zugeordneten Zeitfensters) beträgt dabei etwa 0,5 bis 1,5 Sekunden. Vorzugsweise wird dabei eine Überlappung des nachfolgenden Zeitfensters mit dem vorangegangenen Zeitfenster von etwa 0,25-0,75 Sekunden angewendet. Die Länge des (jeweiligen) Zeitfensters ergibt sich dabei aus der Erkenntnis, dass eine übliche, bewusste Rotationsbewegung (bspw. die Gierbewegung) des Kopfs etwa 0,5 Sekunden bis zu etwa 1,5 Sekunden andauert. Insbesondere werden in dieser Verfahrensvariante von dem Beschleunigungssensor mit einer Frequenz von etwa 10-60 Hertz vorzugsweise von etwa 15-20 Hertz jeweils zwei bzw. drei Messwerte, die den zwei bzw. drei Messachsen zugeordnet sind, ausgegeben. Diese als Datensamples bezeichneten Messwertgruppen werden insbesondere in einem Pufferspeicher, der bspw. acht dieser Datensamples (die dann einen Datenframe bilden) fassen kann, zwischengespeichert. Eine sogenannte „Update-Rate“ des Pufferspeichers beträgt dabei vorzugsweise etwa zwei Hertz.In a further expedient variant of the method, the acceleration data are analyzed block by block in successive-possibly overlapping-data frames (that is to say, in particular, a plurality of data samples which are acquired over a predetermined time window). The length of the respective data frame (i.e., the allocated time window) is about 0.5 to 1.5 seconds. Preferably, an overlap of the subsequent time window with the previous time window of about 0.25-0.75 seconds is applied. The length of the (respective) time window results from the recognition that a conventional, conscious rotational movement (eg the yaw movement) of the head lasts about 0.5 seconds to about 1.5 seconds. In particular, in this method variant of the acceleration sensor with a frequency of about 10-60 hertz, preferably from about 15-20 hertz in each case two or three measured values, which are assigned to the two or three measuring axes output. These measured value groups, referred to as data samples, are buffered in particular in a buffer memory which, for example, can hold eight of these data samples (which then form a data frame). A so-called "update rate" of the buffer memory is preferably about two hertz.

In einer bevorzugten Verfahrensvariante wird insbesondere dann auf das Vorliegen der Bewegung des Hörgeräteträgers geschlossen, wenn ein vorgegebenes Kriterium erfüllt wird. Dieses Kriterium muss dabei insbesondere von einem zugeordneten, konkret aus den Beschleunigungsdaten extrahierten Merkmal (auch als „feature“ bezeichnet) erfüllt werden. Vorliegend wird hierzu als ein solches Merkmal vorzugsweise ein (insbesondere gemessener, d. h. erfasster) Wertebereich und/oder eine Varianz des Beschleunigungssignals, vorzugsweise der in dem jeweiligen analysierten Datenframe enthaltenen Beschleunigungsdaten herangezogen. Zweckmäßigerweise wird in diesem Fall auf das Vorliegen der Bewegung (und somit auf Erfüllung des Kriteriums) geschlossen, wenn die Ausprägung des Merkmals (also insbesondere die Größe des Wertebereich bzw. der Wert der Varianz) sich von der jeweils zugeordneten für ein Messrauschen indikativen Ausprägung abhebt. Beispielsweise erfolgt hierzu ein Schwellwertvergleich. Diese Verfahrensvariante beruht auf der Annahme, dass die Beschleunigungsdaten bei fehlender Bewegung des Hörgeräteträgers insbesondere lediglich den Wert der Erdbeschleunigung, systematische Messfehler und Messrauschen enthalten. Dabei variiert mit hoher Wahrscheinlichkeit insbesondere nur das Messrauschen innerhalb eines Datenframes, so dass insbesondere die Varianz nur die Änderung des Messrauschens wiedergibt. In diesem Fall ist ein Schwellwertvergleich eine vergleichsweise einfache Variante zur Prüfung des Kriteriums auf Erfüllung durch das entsprechende Merkmal.In a preferred variant of the method, the presence of the movement of the hearing device wearer is in particular closed when a predetermined criterion is fulfilled. In particular, this criterion must be met by an assigned feature (also referred to as "feature") that has been specifically extracted from the acceleration data. In the present case, as such a feature preferably a (in particular measured, ie detected) range of values and / or a variance of the acceleration signal, preferably the acceleration data contained in the respective analyzed data frame is used. Expediently, in this case, the presence of the movement (and thus fulfillment of the criterion) is concluded if the characteristic of the feature (that is to say in particular the size of the value range or the value of the variance) is different from the respectively associated characteristic indicative of measurement noise , For example, this is done for a threshold comparison. This method variant is based on the assumption that the acceleration data in the absence of movement of the hearing aid wearer in particular contain only the value of the gravitational acceleration, systematic measurement errors and measurement noise. In particular, only the measurement noise within a data frame varies with high probability, so that in particular the variance reflects only the change of the measurement noise. In this case, a threshold comparison is a comparatively simple variant for checking the criterion for fulfillment by the corresponding feature.

Insbesondere für eine Vorverarbeitung der Beschleunigungsdaten wird im bestimmungsgemäßen Tragezustand des Hörgeräts aus den Beschleunigungsdaten ein für eine Verdrehung der (drei) Messachsen des Beschleunigungssensors gegenüber der Transversalebene und/oder der Horizontalebene indikativer Rotationsoperator (im Folgenden als „Normierungs-Rotationsoperator“ bezeichnet) ermittelt. Der Normierungs-Rotationsoperator enthält also Informationen, um welche Achse und um wieviel Grad das Messkoordinatensystem des Beschleunigungssensors gedreht werden muss, um vorzugsweise mit den zwei, der Transversalebene zugewiesenen Messachsen zur Deckung gebracht zu werden. Somit gibt dieser Normierungs-Rotationsoperator eine „feste“ Verknüpfung des Messkoordinatensystems mit dem Körperkoordinatensystem (insbesondere in neutraler Körper- oder zumindest Kopfhaltung) wieder.In particular, for a preprocessing of the acceleration data in the intended wearing state of the hearing aid from the acceleration data for a rotation of the (three) measuring axes of the acceleration sensor relative to the transverse plane and / or the horizontal plane indicative rotation operator (hereinafter referred to as "normalization rotation operator") determined. The normalization rotation operator thus contains information about which axis and by how many degrees the measurement coordinate system of the acceleration sensor has to be rotated in order to be brought into coincidence preferably with the two measurement axes assigned to the transversal plane. Thus, this normalization rotation operator reproduces a "fixed" linkage of the measurement coordinate system with the body coordinate system (in particular in neutral body or at least head posture).

Als Rotationsoperator werden hier und im Folgenden beispielsweise eine Rotationsmatrix, Eulerwinkel oder ein vergleichbarer Operator herangezogen. Besonders bevorzugt wird hier und im Folgenden als Rotationsoperator aber (jeweils) eine Quaternion (in der vorstehend beschriebenen Verfahrensvariante als „Normierungs-Quaternion“ bezeichnet) herangezogen. Zur Konstruktion der entsprechenden Quaternion wird dabei insbesondere eine sogenannte Quaternion-Achsen- Winkel-Formel herangezogen. Die Nutzung von Quaternionen für die (Beschreibung oder Parametrierung einer) Drehung von Körpern oder Daten ist dabei insbesondere hinsichtlich des Rechenaufwands und der Stabilität während der erforderlichen Rechenoperationen vorteilhaft.As a rotation operator, here and below, for example, a rotation matrix, Euler angle or a comparable operator are used. Particularly preferred here and in the following as a rotation operator but (in each case) a quaternion (referred to in the method variant described above as "normalization quaternion") is used. To construct the corresponding quaternion, a so-called quaternion-axis-angle formula is used in particular. The use of quaternions for the (description or parameterization of) rotation of bodies or data is advantageous in particular with regard to the computational effort and the stability during the required arithmetic operations.

Vorzugsweise wird die Verdrehung der Messachsen im vorliegenden Fall anhand des Kreuzprodukts und des Skalarprodukts zwischen dem aus den Beschleunigungsdaten ermittelten Gravitationsvektor und einem „globalen“ Gravitationsvektor ermittelt. Der globale (oder auch: „ideale“) Gravitationsvektor ist dabei einem „Welt-Koordinatensystem“ zugeordnet, das als allgemeingültig angenommen wird. In diesem wird der globale Gravitationsvektor als „nach oben“ weisend, d. h. insbesondere vertikal und vom Erdmittelpunkt nach außen ausgerichtet (g = [0, 0, 1]) angenommen, insbesondere da der Beschleunigungssensor die Erdbeschleunigung regelmäßig derart ausgibt. Zur Bestimmung der Verdrehung wird weiter angenommen, dass, wenn der Kopf (und insbesondere der ganze Körper des Hörgeräteträgers) sich in der neutralen („aufrechten“) Position befindet, das Kopf- und Welt-Koordinatensystem gleich ausgerichtet sind. In diesem Fall fällt die Transversalebene des Körpers zumindest näherungsweise mit der Horizontalebene zusammen. Mittels des Kreuzprodukts wird dabei eine Kippachse, um die herum die „Verdrehung“ bei der Korrektur (oder: Normierung) erfolgen muss, ermittelt, und anhand des Skalarprodukts der Winkel, um den die Verdrehung um die Kippachse für die Korrektur erfolgen muss, ermittelt. D. h. zwischen dem gemessen Wert der Gravitation im Sensor-Koordinatensystem und dem als ideal angesetzten Gravitationsvektor im Welt-Koordinatensystem wird das Kreuz- und Skalarprodukt berechnet und daraus wird der Normierungs-Rotationsoperator, insbesondere die Normierungs-Quaternion ermittelt.In the present case, the rotation of the measuring axes is preferably determined on the basis of the cross product and the scalar product between the gravitational vector determined from the acceleration data and a "global" gravitational vector. The global (or even "ideal") gravitational vector is assigned to a "world coordinate system", which is assumed to be universally valid. In this, the global gravitational vector is pointing "upwards", i. H. in particular vertically and oriented outwards from the center of the earth (g = [0, 0, 1]), in particular since the acceleration sensor regularly outputs the gravitational acceleration in such a way. To determine the twist, it is further assumed that when the head (and especially the entire body of the hearing aid wearer) is in the neutral ("upright") position, the head and world coordinate systems are aligned the same. In this case, the transverse plane of the body at least approximately coincides with the horizontal plane. By means of the cross product is thereby a tilting axis, around which the "rotation" in the correction (or: normalization) must be determined, and determined on the basis of the scalar product, the angle by which the rotation about the tilt axis for the correction must be made. Ie. between the measured value of the gravitation in the sensor coordinate system and the ideal gravitational vector in the world coordinate system, the cross and scalar product is calculated and from this the normalization rotation operator, in particular the normalization quaternion, is determined.

In einer zweckmäßigen Verfahrensvariante werden die Beschleunigungsdaten geglättet, d.h. gegebenenfalls vorhandene Signalspitzen werden entfernt, insbesondere indem ein Medianfilter eingesetzt wird. Dessen Anwendung, insbesondere dessen Parametrierung hängt dabei insbesondere von der Länge des Datenframes ab und wird auf bspw. drei Datensamples gesetzt. Weitere Filter sind aber ebenfalls denkbar.In a convenient method variant, the acceleration data is smoothed, i. any signal peaks present are removed, in particular by using a median filter. Its application, in particular its parameterization depends in particular on the length of the data frame and is set to, for example, three data samples. Other filters are also conceivable.

In einer bevorzugten Verfahrensvariante werden aus den Beschleunigungsdaten für die entsprechende Rotationsbewegung eine radial zum Kopf des Hörgeräteträgers gerichtete Beschleunigung (im Folgenden kurz: „Radial-Beschleunigung“) und eine tangential gerichtete Beschleunigung (im Folgenden auch kurz als „Tangential-Beschleunigung“ bezeichnet) abgeleitet. Für den - zweckmäßigen - Fall, dass eine der der Transversalebene zugeordneten Messachsen im bestimmungsgemäßen Tragezustand auch - zumindest etwa - entlang einer Tangente des Kopfs ausgerichtet ist, zeigen die dieser Messachse zugeordneten Beschleunigungsdaten - bei einer Gierbewegung des Kopfs - zweckmäßigerweise einen hohen Anteil der Tangential-Beschleunigung. In diesem Fall zeigt die zweite der Transversalebene zugeordnete Messachse insbesondere einen hohen Anteil der Radial-Beschleunigung. Deshalb wird in einer zweckmäßigen Untervariante als für die Gierbewegung indikatives Merkmal ein zeitlicher Verlauf der mittels der der Transversalebene zugeordneten Messachsen ermittelten Tangential- und der Radial-Beschleunigung betrachtet und ausgewertet. Als Kriterium für das Vorliegen der Gierbewegung wird in diesem Fall herangezogen und betrachtet, ob der zeitliche Verlauf der Tangential-Beschleunigung innerhalb eines vorgegebenen Bewegungszeitfensters aufeinanderfolgend zwei entgegengesetzt gerichtete lokale Extrema (also bspw. ein lokales Maximum und ein lokales Minimum) aufweist. Insbesondere wird dabei betrachtet, ob im zeitlichen Verlauf die Tangential-Beschleunigung bei diesen beiden Extrema Werte mit entgegengesetzten Vorzeichen annimmt. Dies beruht auf der Erkenntnis, dass beim Gieren des Kopfs die Tangential-Beschleunigung zunächst eine „tatsächliche“ Beschleunigung und anschließend eine „negative“ Beschleunigung (nämlich beim Abbremsen des Kopfs) mit einem jeweils zugeordneten Ausschlag (dem jeweiligen Extremum) im zeitlichen Verlauf anzeigt. Insbesondere in Abhängigkeit von der Ausrichtung der der Tangential-Richtung zugeordneten Messachse relativ zur tatsächlichen Bewegungsrichtung nimmt die Tangential-Beschleunigung somit beispielsweise zunächst positive Werte an und „wechselt“ beim Abbremsen des Kopfs zu negativen Werten. Beim Gieren des Kopfs in die entgegengesetzte Richtung wechseln die Werte der Tangential-Beschleunigung entsprechend von negativ zu positiv. Das Bewegungszeitfenster ist in dieser Verfahrensvariante vorzugsweise an die Dauer einer - insbesondere bei einem Gruppengespräch - üblichen Kopf-Drehbewegung angepasst und weist vorzugsweise Werte zwischen 0,25 und 1,5 Sekunden, insbesondere von 0,5 bis zu 1 Sekunde auf. Vorzugsweise wird das Bewegungszeitfenster „geöffnet“ (d. h. dessen Überwachung gestartet), wenn eine hinreichend signifikante Änderung der Werte der Tangential-Beschleunigung erkannt wird. Durch das Bewegungszeitfenster wird vorteilhafterweise eine (zeitliche) Begrenzung einer Betrachtung des Hauptmerkmals, insbesondere des zeitlichen Verlaufs der Tangential-Beschleunigung erreicht, sodass „Beschleunigungs-Ereignisse“, die aufgrund ihrer vergleichsweise langen Dauer mit hoher Wahrscheinlichkeit keiner Kopfdrehung (also keinem Gieren) zuzuordnen sind, nicht berücksichtigt werden. Die Radial-Beschleunigung ist außerdem erkanntermaßen mit der bei einer Rotationsbewegung (insbesondere der Gierbewegung) zwangsläufig auftretenden Zentripetalkraft (oder der entgegengerichteten Zentrifugalkraft) verknüpft, so dass - bei einer zeitlichen Auswertung der Radial-Beschleunigung - zweckmäßigerweise als weiteres Merkmal untersucht wird, ob innerhalb des Bewegungszeitfensters ein lokales Extremum der Radial-Beschleunigung vorliegt. In Verbindung mit den beiden lokalen Extrema der Tangential-Beschleunigung lässt sich dabei vorteilhafterweise eine vergleichsweise hohe Wahrscheinlichkeit ableiten, dass nicht nur eine geradlinige Bewegung entlang einer der Messachsen vorliegt, sondern tatsächlich eine Rotationsbewegung, im Fall der der Transversalebene zugeordneten Messachsen die Gierbewegung des Kopfs.In a preferred variant of the method, an acceleration directed radially toward the head of the hearing aid wearer (hereinafter referred to as "radial acceleration") and a tangentially directed acceleration (hereinafter also referred to as "tangential acceleration" for short) are derived from the acceleration data for the corresponding rotational movement , For the (expedient) case that one of the transversal plane associated measuring axes in the proper wearing state is also - at least approximately - aligned along a tangent of the head, the acceleration data associated with this measuring axis - in a yaw movement of the head - expediently a high proportion of tangential Acceleration. In this case, the second measuring axis assigned to the transversal plane shows in particular a high proportion of the radial acceleration. Therefore, in a useful sub-variant as indicative of the yawing movement a time course of considered and evaluated by means of the transversal level associated measuring axes determined tangential and radial acceleration. As a criterion for the presence of the yaw motion is used in this case and considered whether the time course of the tangential acceleration within a given movement time window consecutively two oppositely directed local extremes (ie, for example, a local maximum and a local minimum). In particular, it is considered whether, over time, the tangential acceleration for these two extrema assumes values with opposite signs. This is based on the knowledge that when yawing the head, the tangential acceleration initially indicates an "actual" acceleration and then a "negative" acceleration (namely when braking the head) with a respective associated rash (the respective extremum) over time. In particular, depending on the orientation of the measuring axis associated with the tangential direction relative to the actual direction of movement, the tangential acceleration thus assumes, for example, first positive values and "changes" when the head is decelerated to negative values. When yawing the head in the opposite direction, the values of the tangential acceleration change accordingly from negative to positive. In this variant of the method, the movement time window is preferably adapted to the duration of a head-turning movement usual in a group discussion, and preferably has values between 0.25 and 1.5 seconds, in particular from 0.5 to 1 second. The movement time window is preferably "opened" (ie its monitoring is started) if a sufficiently significant change in the values of the tangential acceleration is detected. The movement time window advantageously achieves a (temporal) limitation of a consideration of the main feature, in particular the temporal course of the tangential acceleration, so that "acceleration events" which, due to their comparatively long duration, are very likely to be associated with no head rotation (thus no yaw) , not considered. The radial acceleration is also known to be associated with the centripetal force (or the counter-rotating centrifugal force) inevitably occurring during a rotational movement (in particular the yawing motion), so that-with a temporal evaluation of the radial acceleration-it is expediently investigated as a further feature whether within the Movement window is a local extremum of the radial acceleration. In connection with the two local extremes of the tangential acceleration, it is advantageously possible to derive a comparatively high probability that not only is there a linear movement along one of the measuring axes, but actually a rotational movement; in the case of the measuring axes associated with the transverse plane, the yawing motion of the head.

Die vorstehend beschriebene Analyse der Beschleunigungsdaten hinsichtlich der Gierbewegung lässt sich entsprechend auch auf die Roll- und/oder Nickbewegung anwenden. Dabei werden jeweils Messachsen ausgewertet, die für die jeweilige Bewegungsebene beim Rollen bzw. Nicken als Radial- bzw. Tangential-Beschleunigungsachsen herangezogen werden können. So sind die auszuwertenden Messachsen beim Rollen insbesondere durch die etwa in einer Frontalebene des Körpers angeordneten Messachsen, und beim Nicken die etwa in der Sagittalebene angeordneten Messachsen. In letzterem Fall ist es vorteilhaft, den Beschleunigungssensor derart am Hörgerät anzuordnen, dass die der Vertikalen zugeordnete Messachse (insbesondere die etwa vertikal ausgerichtete Messachse) im bestimmungsgemäßen Tragezustand sich nicht mit der Nickachse des Kopfs schneidet. In diesem Fall ist diese Messachse zu einer Tangente des Kopfs in Nickrichtung Parallelen ausgerichtet. In beiden Fällen - d. h. bei der Auswertung hinsichtlich der Roll- bzw. Nickbewegung - wird zweckmäßigerweise der Einfluss der Erdbeschleunigung insbesondere dynamisch kompensiert, da sich dieser je nach Rotationswinkel des Kopfs ständig ändert. Hierzu wird optional der mittels des Normierungs-Rotationsoperators ermittelte Zusammenhang zwischen dem Sensor-Koordinatensystem und dem Welt-Koordinatensystem herangezogen. Weiter optional wird - insbesondere bei Verwendung eines binauralen Hörgerätesystems mit zwei im Wesentlichen baugleichen Hörgeräten und damit auch zwei Beschleunigungssensoren - eine binaurale Differenz der Beschleunigungsdaten beider Sensoren herangezogen, um den Einfluss der Erdbeschleunigung zu kompensieren.The above-described analysis of the acceleration data with respect to the yawing motion can also be applied correspondingly to the rolling and / or pitching motion. In each case measuring axes are evaluated, which can be used for the respective movement plane when rolling or pitching as radial or tangential acceleration axes. Thus, the measuring axes to be evaluated when rolling, in particular by the arranged approximately in a frontal plane of the body measuring axes, and when nodding arranged approximately in the sagittal plane measuring axes. In the latter case, it is advantageous to arrange the acceleration sensor on the hearing aid in such a way that the measurement axis assigned to the vertical (in particular the approximately vertically oriented measurement axis) does not intersect with the pitch axis of the head in the intended wearing state. In this case, this measurement axis is aligned to a tangent of the head in pitch direction parallels. In both cases - d. H. in the evaluation with respect to the rolling or pitching movement - the influence of the gravitational acceleration is expediently compensated dynamically in particular, since this changes constantly depending on the rotation angle of the head. For this purpose, the relationship between the sensor coordinate system and the world coordinate system determined by means of the normalization rotation operator is optionally used. Furthermore, a binaural difference of the acceleration data of both sensors is used, in particular when using a binaural hearing aid system with two substantially identical hearing aids and thus also two acceleration sensors, in order to compensate for the influence of the gravitational acceleration.

In einer bevorzugten Weiterbildung wird die Bewegungsebene aus der Radial-Beschleunigung und der Tangential-Beschleunigung konstruiert, insbesondere indem diese gegeneinander in einem Diagramm aufgetragen werden. Die dabei angetragene Kurve der Radial- und der Tangential-Beschleunigung spannt dabei konkret die Bewegungsebene auf. Die Bewegungsebene (und somit auch die gesamten, in dem Beschleunigungssignal enthaltenen Beschleunigungsdaten) wird daraufhin - insbesondere unter Nutzung eines Rotationsoperators, bevorzugt einer Quaternion - derart gedreht, dass sie parallel zu einer von den zwei für die Erfassung der Radial-Beschleunigung und der Tangential-Beschleunigung herangezogenen Messachsen aufgespannten Messebene ausgerichtet ist. Dadurch werden die Radial- und die Tangential-Beschleunigung mit den beiden, die Messebene aufspannenden Messachsen verknüpft, insbesondere entsprechend parallel zu diesen ausgerichtet. Für den Fall, dass das Vorliegen der Gierbewegung untersucht wird, handelt es sich wie vorstehend beschrieben bei den für die Erfassung der Radial-Beschleunigung und der Tangential-Beschleunigung herangezogenen Messachsen insbesondere um die der Transversalebene zugeordneten Messachsen.In a preferred embodiment, the plane of motion is constructed from the radial acceleration and the tangential acceleration, in particular by these being plotted against one another in a diagram. In doing so, the curve of the radial and the tangential acceleration presented here concretely spans the plane of motion. The plane of motion (and thus also the entire acceleration data contained in the acceleration signal) is then rotated, in particular using a rotation operator, preferably a quaternion, in such a way that it is parallel to one of the two for the detection of the radial acceleration and the tangential. Acceleration used measuring axes clamped measuring plane is aligned. As a result, the radial and the tangential acceleration are linked to the two measurement axes spanning the measurement plane, in particular aligned correspondingly parallel thereto. In the event that that Existence of the yaw motion is investigated, as described above, in the case of the measuring axes used for detecting the radial acceleration and the tangential acceleration, in particular the measuring axes assigned to the transversal plane.

Da der Beschleunigungssensor zur Messung in den drei senkrecht zueinander stehenden Messachsen eingerichtet ist, sind die Beschleunigungsdaten und damit insbesondere auch die Bewegungsebene für die Gierbewegung aufgrund der Gravitation um ein korrespondierendes Maß von der der Transversalebene zugeordneten Messebene verschoben. Vorzugsweise erfolgt deshalb nach der „Richtigdrehung“ der Bewegungsebene (auch: „Gierebene“) parallel zur Transversalebene eine Projektion dieser in die Messebene. Insbesondere werden durch diese Verfahrensvariante die Beschleunigungsdaten von 3D auf 2D überführt. Aufgrund der Drehung der Bewegungsebene liegen zur weiteren Auswertung in der vorstehend beschriebenen Messebene die Beschleunigungsdaten vorzugsweise verlustfrei, zumindest nahezu verlustfrei vor, so dass eine besonders präzise nachfolgende Auswertung auf Basis der Beschleunigungsdaten, insbesondere der daraus abgeleiteten Bewegungsebene ermöglicht wird.Since the acceleration sensor is set up for measurement in the three measuring axes which are perpendicular to one another, the acceleration data and therefore in particular also the plane of motion for the yawing motion are shifted by a corresponding amount from the measuring plane assigned to the transversal plane due to gravity. Preferably, therefore, after the "correct rotation" of the plane of movement (also: "yaw plane") parallel to the transversal plane, a projection of this into the measuring plane takes place. In particular, this method variant converts the acceleration data from 3D to 2D. Due to the rotation of the plane of motion, the acceleration data are preferably lossless, at least virtually loss-free for further evaluation in the measurement plane described above, so that a particularly precise subsequent evaluation based on the acceleration data, in particular the movement plane derived therefrom, is made possible.

In einer zweckmäßigen Weiterbildung wird für die Drehung der Bewegungsebene die Verkippung der Bewegungsebene gegenüber der (vorstehend beschriebenen) Messebene ermittelt, indem eine Kurve, vorzugsweise eine Ellipse in einen Verlauf der gegeneinander aufgetragenen Radial- und Tangential-Beschleunigung gefittet (d. h. in den Verlauf oder die Kurve eingepasst) wird. Für die Fläche der gefitteten Ellipse („Ellipsenfläche“) wird anschließend ein Normalenvektor bestimmt und dieser, insbesondere der im Schwerpunkt der Ellipsenfläche angeordnete Normalenvektor, als Bewegungsachse (also insbesondere als Gier-, Roll- oder Nickachse) angenommen. Für diese Bewegungsachse (also für den Normalenvektor) wird daraufhin ein Kippwinkel gegenüber der Messebene (insbesondere gegenüber dem Normalenvektor der Messebene, vorzugsweise bei zur Transversalebene ausgerichtetem Messkoordinatensystem zum Normalenvektor der Transversalebene oder zum (gegebenenfalls globalen) Gravitationsvektor) ermittelt. Besonders bevorzugt wird aus der derart ermittelten Verkippung der Bewegungsachse ein Korrektur-Rotationsoperator, insbesondere eine Korrektur-Quaternion konstruiert, mittels dessen bzw. derer die Bewegungsebene auf einfache Weise auf die Messebene gedreht werden kann.In an expedient development for the rotation of the plane of motion, the tilt of the plane of movement relative to the (above described) measuring plane determined by fitting a curve, preferably an ellipse in a course of radial and tangential acceleration against each other (ie in the course or the Curve fitted). For the surface of the fitted ellipse ("ellipse surface"), a normal vector is subsequently determined and this, in particular the normal vector arranged in the center of gravity of the ellipse surface, is assumed as a movement axis (thus in particular as a yaw, roll or pitch axis). For this movement axis (that is to say for the normal vector), a tilt angle with respect to the measurement plane (in particular with respect to the normal vector of the measurement plane, preferably with the measurement coordinate system oriented to the transverse plane to the normal vector of the transverse plane or to the (possibly global) gravitational vector) is determined. Particularly preferably, a correction rotation operator, in particular a correction quaternion, is constructed from the thus determined tilting of the movement axis, by means of which the movement plane can be turned onto the measurement plane in a simple manner.

Besonders bevorzugt wird mittels der Bewegungsebene, insbesondere mittels der gefitteten Ellipse und der Bewegungsachse außerdem ein Bewegungs-Rotationsoperator, insbesondere eine Bewegungs-Quaternion für die aktuelle Bewegung des Kopfs des Hörgeräteträgers konstruiert. Hierzu wird insbesondere für die erkannte Rotationsbewegung ein Rotationswinkel aus der zugeordneten Tangential-Beschleunigung ermittelt. Insbesondere wird hierbei als Rotationswinkel ein Gierwinkel - der die Rotation des Kopfs um seine Hochachse (d. h. die vorstehend beschriebene Bewegungsachse) angibt - aus der Tangential-Beschleunigung (die wiederum vorzugsweise anhand einer der der Transversalebene zugeordneten Messachsen bestimmt wird) ermittelt. Optional wird als Rotationswinkel (zusätzlich oder alternativ zum Gierwinkel) ein Roll- und/oder ein Nickwinkel aus der jeweils zugeordneten Tangential-Beschleunigung ermittelt. Insbesondere wird dazu die entsprechende Tangential-Beschleunigung zwei Mal integriert, beispielsweise mittels eines Runge-Kutta-Verfahrens hoher Ordnung. Das Ergebnis der Integration wird anschließend vorzugsweise durch den (optional bei einer Erstanpassung der Hörgeräts vermessenen oder als bspw. Median einer Datenbank vermessener Köpfe hinterlegten) Kopfradius geteilt, um die „neue“ oder aktuelle Winkelposition des Kopfs auf dem „virtuellen“ Einheitskreis zu erhalten. Zweckmäßigerweise wird bei einer (Erst-) Anpassung des Hörgeräts an den Hörgeräteträger für jede der vorstehend beschriebenen Rotationsbewegungen auch jeweils ein Rotationsradius bestimmt, mit dem der Beschleunigungssensor relativ zu jeweiligen Rotationsachse, also der Gierachse, der Rollachse oder der Nickachse angeordnet ist. Dieser Rotationsradius entspricht insbesondere im Fall der Gier- und Rollbewegung regelmäßig dem Kopfradius für diese Rotationsbewegung und wird dabei optional zur Bestimmung der Winkelposition herangezogen. Im Fall der Nickbewegung ist dieser Rotationsradius üblicherweise kleiner als der tatsächliche Kopfradius, da der Beschleunigungssensor, insbesondere das diesen enthaltende Hörgerät regelmäßig am oder im Ohr getragen wird und somit vergleichsweise nahe an der Nickachse positioniert ist.In addition, by means of the movement plane, in particular by means of the fitted ellipse and the movement axis, it is particularly preferable to construct a motion rotation operator, in particular a motion quaternion, for the current movement of the head of the hearing device wearer. For this purpose, in particular for the detected rotational movement, a rotation angle is determined from the associated tangential acceleration. In particular, a yaw angle-which indicates the rotation of the head about its vertical axis (i.e., the motion axis described above) -is determined from the tangential acceleration (which in turn is preferably determined from one of the measurement axes associated with the transverse plane). Optionally, as a rotation angle (in addition to or as an alternative to the yaw angle), a roll and / or a pitch angle is determined from the respective associated tangential acceleration. In particular, the corresponding tangential acceleration is integrated twice, for example by means of a high-order Runge-Kutta method. The result of the integration is then preferably divided by the head radius (optionally measured during an initial adaptation of the hearing device or deposited as, for example, a median of a database) to obtain the "new" or current angular position of the head on the "virtual" unit circle. Expediently, during a (first) adaptation of the hearing device to the hearing aid wearer, a rotational radius is also determined for each of the rotational movements described above, with which the acceleration sensor is arranged relative to the respective axis of rotation, ie the yaw axis, the roll axis or the pitch axis. This radius of rotation corresponds in particular in the case of the yawing and rolling movement regularly the head radius for this rotational movement and is optionally used to determine the angular position. In the case of the pitching movement, this radius of rotation is usually smaller than the actual head radius, since the acceleration sensor, in particular the hearing device containing it, is regularly worn on or in the ear and is thus positioned comparatively close to the pitch axis.

Alternativ kann im Rahmen der Erfindung die vorstehend beschriebenen Auswertung der Bewegung, insbesondere die Überprüfung auf das Vorliegen der Rotationsbewegung, vorzugsweise der Gierbewegung und die Ermittlung der neuen Winkelposition auch mittels anderer Schätzverfahren, bspw. mittels Regressionsmethoden wie einem nichtlinearen Autoregressions-Netzwerk mit exogenen Einträgen („NARX“), einem rekurrenten neuronalen Netz („RNN“) oder einer „standard least squares“ Regressionsmethode durchgeführt werden. Auch merkmalsbasierte Klassifikationsmethoden sind im Rahmen der Erfindung denkbar.Alternatively, in the context of the invention, the above-described evaluation of the movement, in particular the checking for the presence of the rotational movement, preferably the yawing motion and the determination of the new angular position by other estimation methods, for example. By regression methods such as a non-linear autoregression network with exogenous entries ( "NARX"), a recurrent neural network ("RNN") or a "standard least squares" regression method. Feature-based classification methods are also conceivable within the scope of the invention.

Zur Einsparung von Rechenkapazität während des Betriebs des Hörgeräts wird in einer zweckmäßigen Weiterbildung der Rotationswinkel für die Rotationsbewegung des Kopfs (insbesondere der Gierwinkel für die Gierbewegung) nur dann ermittelt, wenn auch tatsächlich das Vorliegen der entsprechenden Rotationsbewegung (also bspw. der Gierbewegung) erkannt wurde.In order to save computing capacity during the operation of the hearing device, in an expedient development the rotation angle for the rotational movement of the head (in particular the yaw angle for the yaw movement) is determined only although actually the presence of the corresponding rotational movement (ie, for example, the yaw movement) has been detected.

Zweckmäßigerweise wird als (optional weiteres) Merkmal für das Vorliegen der Rotationsbewegung, insbesondere der Gierbewegung, der Roll- und/oder der Nickbewegung des Kopfs des Hörgeräteträgers insbesondere eine Fläche (insbesondere der Flächeninhalt) der vorstehend beschriebenen Ellipse ermittelt und in Abhängigkeit von der Ausprägung des Merkmals (d.h. dem Wert des Flächeninhalts) auf das Vorliegen der Rotationsbewegung geschlossen. Der Flächeninhalt der Ellipse ist dabei indikativ für die Stärke der Rotationsbewegung. Insbesondere nimmt die Stärke der Rotationsbewegung mit zunehmendem Flächeninhalt ebenfalls zu, so dass bspw. ein Schwellwertvergleich zum Erkennen der Rotationsbewegung des Kopfs durchgeführt werden kann. Beispielsweise hebt sich eine Rotationsbewegung (insbesondere eine reine Gierbewegung) des Kopfs über die zugeordnete Stärke von einer Bewegung des gesamten Körpers (bspw. Aufstehen, Laufen, Hinsetzen etc.) oder auch anderen Kopfbewegungen wie z. B. ein Kopfsenken beim Essen ab, da hierbei meist geringere Werte für die Tangential-Beschleunigung erfasst werden. Dadurch wird also beispielsweise eine Unterscheidung einer Gierbewegung (insbesondere nur) des Kopfs von anderen Körperdrehungen ermöglicht.Appropriately, as (optionally further) feature for the presence of the rotational movement, in particular the yaw, the rolling and / or pitching movement of the head of the hearing aid wearer in particular a surface (in particular the surface area) of the ellipse described above determined and depending on the expression of the Feature (ie, the value of the area) is closed to the presence of the rotational movement. The surface area of the ellipse is indicative of the strength of the rotational movement. In particular, the strength of the rotational movement also increases with increasing surface area, so that, for example, a threshold value comparison for detecting the rotational movement of the head can be carried out. For example, a rotational movement (in particular, a pure yaw movement) of the head over the associated strength is offset by a movement of the entire body (eg, getting up, running, sitting down, etc.) or other head movements, such as head movement. As a head sinking while eating, since this usually lower values for the tangential acceleration are detected. Thus, for example, a distinction of a yaw (especially only) of the head of other body rotations is possible.

Als ein alternatives oder zusätzliches Merkmal für das Vorliegen der Rotationsbewegung (bspw. der Gierbewegung) des Kopfs des Hörgeräteträgers wird in einer weiteren zweckmäßigen Verfahrensvariante aus der Tangential-Beschleunigung eine zugeordnete Intensität (oder auch „Stärke“) und/oder eine Intensität einer Tangential-Geschwindigkeit abgeleitet. Insbesondere wird die jeweilige Intensität dabei durch Bestimmung der Norm des jeweiligen der Beschleunigung bzw. der Geschwindigkeit zugeordneten Vektors oder der jeweiligen Quaternion, bspw. mittels skalarer Multiplikation mit sich selbst ermittelt. Weist die Tangential-Beschleunigung bzw. die Tangential-Geschwindigkeit einen vorgegebenen Wert auf, wird dies - insbesondere analog zur vorstehenden Auswertung des Flächeninhalts der gefitteten Ellipse - insbesondere als Kriterium für das Vorliegen der Rotationsbewegung und/oder auch zur Abgrenzung gegenüber einer Bewegung des gesamten Körpers der Hörgeräteträgers herangezogen.As an alternative or additional feature for the presence of the rotational movement (eg of the yawing movement) of the head of the hearing device wearer, in a further expedient process variant, an associated intensity (or also "strength") and / or an intensity of a tangential acceleration is calculated from the tangential acceleration. Derived speed. In particular, the respective intensity is determined by determining the norm of the respective vector or the respective quaternion assigned to the acceleration or the velocity, for example by means of scalar multiplication with itself. If the tangential acceleration or the tangential velocity has a predetermined value, this becomes, in particular, analogous to the above evaluation of the area of the fitted ellipse, in particular as a criterion for the presence of the rotational movement and / or also for differentiation with respect to movement of the entire body the hearing aid wearer used.

Um insbesondere bei der Ermittlung einer Gierbewegung, vorzugsweise einer aktuellen Gierposition des Kopfs systematische Fehler zur verringern und/oder zu vermeiden, wird in einer vorteilhaften Verfahrensvariante, insbesondere für den Fall, dass keine Bewegung des Hörgeräteträgers erkannt wird, eine Korrektur, insbesondere zunächst eine Identifikation eines Nickwinkels und/oder eines Rollwinkels des Kopfs durchgeführt. Diese Korrektur bzw. Identifikation erfolgt somit vorzugsweise in sogenannten statischen Datenframes. Systematische Einflüsse (ein sogenannter Bias), die häufig temperaturbedingten Änderungen unterworfen sind, ändern sich dabei erkanntermaßen im Vergleich zur Länge des jeweiligen Datenframes (in der Größenordnung von etwa 1 Sekunde) äußerst langsam, so dass diese für einen Datenframe als konstante Messwertverschiebung („Offset“) angenommen werden können. Die den statischen Datenframes zugeordneten Beschleunigungsdaten enthalten somit neben diesem Offset insbesondere nur den Einfluss der Gravitation und ein zusätzliches Messrauschen (bspw. durch weißes Gauss'sches Rauschen darstellbar) mit einem Mittelwert von null.In order to reduce and / or avoid systematic errors, in particular in the determination of a yawing motion, preferably a current yaw position of the head, in an advantageous variant of the method, in particular in the event that no movement of the hearing aid wearer is detected, a correction, in particular first of all an identification a pitch angle and / or a roll angle of the head performed. This correction or identification is thus preferably carried out in so-called static data frames. Systematic influences (a so-called bias), which are frequently subject to temperature-induced changes, are known to change extremely slowly compared to the length of the respective data frame (of the order of about 1 second), so that these are used for a data frame as a constant measured value shift ("offset ") Can be accepted. The acceleration data associated with the static data frames thus contain, apart from this offset, in particular only the influence of the gravitation and an additional measurement noise (for example, represented by white Gaussian noise) with a mean value of zero.

Vorzugsweise wird innerhalb des jeweiligen statischen Datenframes zunächst für die Beschleunigungsdaten ein Mittelwert gebildet, wodurch nur noch der vorstehend beschriebene Bias oder Offset in den Beschleunigungsdaten enthalten ist und somit identifiziert wird. Dieser Bias kann nun insbesondere in nachfolgenden Datenframes vorzugsweise durch Subtraktion entfernt werden.Preferably, an average value is initially formed within the respective static data frame for the acceleration data, as a result of which only the bias or offset described above is contained in the acceleration data and thus identified. This bias can now be removed by subtraction, in particular in subsequent data frames.

Weiter wird zweckmäßigerweise (vor oder nach der vorstehend beschriebenen Mittelwertbildung) eine Bereinigung der Beschleunigungsdaten um den Einfluss der Gravitation durchgeführt. Insbesondere wird hierzu der Einfluss der Erdbeschleunigung auf die jeweiligen Messachsen - der bei bekannter Ausrichtung der Messachsen zum Welt-Koordinatensystem bekannt ist - subtrahiert.Furthermore, it is expedient (before or after the averaging described above) to carry out a correction of the acceleration data for the influence of gravity. In particular, for this purpose, the influence of the gravitational acceleration on the respective measuring axes - which is known with known alignment of the measuring axes to the world coordinate system - is subtracted.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der vorstehend beschriebenen Verfahrensvariante zur Korrektur bzw. Identifikation des Nick- bzw. Rollwinkels werden die Beschleunigungsdaten, insbesondere der zugeordnete Mittelwert, vorzugsweise dessen zugeordneter Vektor des aktuellen (statischen) Datenframes mittels der Ausrichtungsinformation des vorausgehenden Datenframes (beispielsweise mittels des für diesen aufgestellten Korrektur-Rotationsoperators bzw. der Korrektur-Quaternion, oder eines anderen, als für die Ausrichtung der Kopfs im vorhergehenden Datenframe repräsentativ gesetzten Rotationsoperators) rotiert, insbesondere um die Beschleunigungsdaten parallel zur Mess- bzw- Transversalebene ausrichten zu können. Anschließend wird für die derart rotierten (auch „geschätzten“) Beschleunigungsdaten vorzugsweise jeweils mittels des Kreuzprodukts und des Skalarprodukts eine Restabweichung der Ausrichtung im Vergleich zu dem vorausgegangenen Datenframe, insbesondere zum Gravitationsvektor des vorausgegangenen Datenframes (oder alternativ zum globalen Gravitationsvektor) und damit auch mittelbar zur realen Ausrichtung der Messachsen ermittelt. Konkret werden also vergleichbar zu der vorausgegangenen Beschreibung eine Korrektur-Achse und ein Korrektur-Winkel ermittelt.In a preferred embodiment of the method variant described above for correcting or identifying the pitch or roll angle, the acceleration data, in particular the associated mean value, preferably its associated vector of the current (static) data frame by means of the alignment information of the preceding data frame (for example by means of this for rotated correction operator or the correction quaternion, or another, as for the alignment of the head in the previous data frame representative set rotational operator) rotates, in particular in order to align the acceleration data parallel to the measuring or- transverse plane can. Subsequently, for the thus rotated (also "estimated") acceleration data preferably by means of the cross product and the scalar product a residual deviation of the alignment compared to the previous data frame, in particular to the gravitational vector of the previous data frame (or alternatively to the global gravitational vector) and thus indirectly to real alignment of the measuring axes determined. Concrete therefore become comparable to the previous description, a correction axis and a correction angle determined.

Mittels dieser Korrektur-Achse und des Korrektur-Winkels (also mittels der ermittelten Restabweichung) wird vorzugsweise ein Abweichungs-Rotationsoperator, insbesondere eine Abweichungs-Quaternion konstruiert, die die Verkippung der Beschleunigungsdaten gegenüber dem vorausgegangenen Datenframe und somit auch die Abweichung hinsichtlich Nick- und Rollwinkel gegenüber dem vorausgegangenen Datenframe wiedergibt. Da in einem statischen Datenframe keine Bewegung vorliegen sollte, wird die jeweilige Abweichung hinsichtlich der Nick- und Rollwinkel insbesondere als Korrekturgröße genutzt.By means of this correction axis and the correction angle (that is to say by means of the residual deviation determined), it is preferable to construct a deviation rotation operator, in particular a deviation quaternion, which tilts the acceleration data with respect to the preceding data frame and thus also the deviation with respect to pitch and roll angles relative to the previous data frame. Since there should be no movement in a static data frame, the respective deviation with respect to the pitch and roll angles is used in particular as a correction variable.

In einer weiteren zweckmäßigen Verfahrensvariante wird insbesondere für den Fall, dass keine Bewegung des Hörgeräteträgers erkannt wird, eine Korrektur des Gierwinkels durchgeführt. Vorzugsweise wird dazu eine Hauptblickrichtung, die herkömmlicherweise in einer Sagittal-, konkret in der Medianebene des Hörgeräteträgers liegt, von dieser Sagittal- oder Medianebene des Körpers des Hörgeräteträgers weg zu einer aktuellen Blickrichtung hin angeglichen (auch: gedriftet). Anders ausgedrückt wird der aktuelle Wert des ermittelten Gierwinkels in Richtung null gedriftet. Dadurch wird die aktuelle Blickrichtung als Hauptblickrichtung insbesondere über einen Zeitraum von wenigstens einer Minute, insbesondere über mehrere Minuten hinweg, adaptiert. Dies ist insbesondere bei Vortrags- oder Besprechungssituationen (insbesondere mit einer Präsentation) von Vorteil, in der der Hörgeräteträger über einen vergleichsweise langen Zeitraum (wenigstens eine Minute, insbesondere mehrere Minuten) schräg zur Sagittal-Ebene zu den anderen Gesprächspartnern (mit vergleichsweise geringer Variation seiner Kopfhaltung) oder zu einer Leinwand hin blickt und nur gelegentlich und insbesondere kurzzeitig seinen Kopf anderen Teilnehmern zuwendet. Außerdem können dadurch auch eventuelle Fehler bei einer „Initialisierung“ insbesondere eines Rotationsoperators, insbesondere einer Quaternion, der bzw. die für die Orientierung des Kopfs des Hörgeräteträgers indikativ ist (und für den bzw. die vorzugsweise bei der Initialisierung ein Gierwinkel von null Grad als Hauptblickrichtung angenommen wird, die aber nicht zwingend mit der Medianebene zusammenfallend muss), ausgeglichen („nachkorrigiert“) werden. Solche Fehler können beispielsweise aufgrund eines Fehlens eines absolut messenden Lagesensors, bspw. eines Magnetometers, auftreten.In a further expedient variant of the method, in particular for the case in which no movement of the hearing aid wearer is detected, a correction of the yaw angle is carried out. For this purpose, a main viewing direction, which conventionally lies in a sagittal, concretely in the median plane of the hearing aid wearer, is adapted from this sagittal or median plane of the body of the hearing aid wearer to a current viewing direction (also: drifted). In other words, the current value of the determined yaw angle is drifted towards zero. As a result, the current viewing direction is adapted as the main viewing direction, in particular over a period of at least one minute, in particular over several minutes. This is especially in lecture or meeting situations (especially with a presentation) advantage in which the hearing aid wearer over a comparatively long period (at least one minute, especially several minutes) obliquely to the sagittal plane to the other interlocutors (with comparatively little variation of his Head posture) or looking at a screen and only occasionally, and in particular briefly turn his head to other participants. In addition, this may also possible errors in an "initialization" in particular a rotation operator, in particular a Quaternion that is indicative of the orientation of the head of the hearing aid wearer (and for the or preferably at initialization a yaw angle of zero degrees as the main direction of vision is accepted, but which does not necessarily coincide with the median level), be compensated ("post-corrected"). Such errors can occur, for example, due to the absence of an absolutely measuring position sensor, for example a magnetometer.

Für die vorstehende Korrektur des Gierwinkels wird vorzugsweise ein als „gierfreier Rotationsoperator“ bezeichneter Rotationsoperator ermittelt. Für den Fall, dass die Ausrichtungen und Drehungen des Kopfs bzw. des Hörgeräts im Raum mittels Quaternionen beschrieben werden, wird insbesondere eine „gierfreie Quaternion“ ermittelt. Insbesondere wird hierzu der Gierwinkel bei dem vorstehend beschriebenen und mittels der Korrektur-Achse und des Korrektur-Winkels für die Korrektur des Nick- bzw. Rollwinkels konstruierten Abweichungs- Rotationsoperator (insbesondere bei der Abweichungs-Quaternion) auf null Grad gesetzt. Insbesondere wird dieser gierfreie Rotationsoperator also auf Basis des (optional globalen) Gravitationsvektors ermittelt. Anschließend wird zwischen diesem gierfreien Rotationsoperator und dem Abweichungs- Rotationsoperator (bei dem der Gierwinkel nicht verändert ist) sphärisch interpoliert und vorzugsweise der resultierende Rotationsoperator als neuer Abweichungs- Rotationsoperator gesetzt. Die Schrittweite der Interpolation wird dabei beispielsweise derart gewählt, dass die akustische Szene (auch: Hörsituation) noch hinreichend gut adaptiert werden kann, beispielsweise derart, dass die Interpolation zu einem vergleichsweise langsamen Drift des Gierwinkels führt. Bei einem aktuellen Gierwinkel von bspw. 45 Grad wird für eine langsame Drift gegen null Grad die Schrittweite z. B. auf ein Prozent gesetzt. Nach 100 Interpolations-Schritten wäre dann der Gierwinkel - bei unbewegtem Kopf - auf null Grad gedriftet. Bei einer Blocklänge (oder Länge der jeweiligen Datenframes) von einer Sekunde entspricht ein solcher vollständiger Drift somit einer Zeit von 100 Sekunden. Optional wird der („adaptive“) Prozentsatz für die Interpolation (sowie eine gegebenenfalls vorhandene Mindestschrittweite, um die der Gierwinkel in jedem Fall gedriftet werden soll) in Abhängigkeit von (insbesondere proportional zu) einer Größe eines Fehlers der Ebenenschätzung (insbesondere der Ermittlung der Bewegungsebene oder der Einpassung der Ellipse in den Verlauf der Radial- und Tangentialbeschleunigung, beschrieben durch einen beim „Fit“ ermittelten Restfehler). Des Weiteren wird der Prozentsatz optional auch in Abhängigkeit einer Häufigkeit der Gierbewegung des Kopfs während der letzten Minuten (bspw. der letzten 2 bis 4 Minuten) variiert. In diesem Fall wird bspw. bei vergleichsweise vielen erkannten Gierbewegungen angenommen, dass entsprechend viele (kumulierte) Fehler vorliegen und deshalb zur Kompensation ein höherer Prozentsatz (z.B. zwei Prozent) angesetzt. Zusätzlich oder alternativ wird bei der Interpolation vorzugsweise ein maximaler Wertebereich für den Gierwinkel von 180 Grad (d. h. insbesondere von +/- 90 Grad) vorgegeben, da für eine reine Kopfdrehung (d. h. ohne zusätzliche Drehung des Oberkörpers) keine (zumindest keine wesentlich) größeren Drehungen des Kopfs möglich sind.For the above correction of the yaw angle, a rotation operator designated as "yaw-free rotation operator" is preferably determined. In the event that the orientations and rotations of the head or the hearing aid are described in space by means of quaternions, in particular a "greedy quaternion" is determined. Specifically, for this purpose, the yaw angle is set to zero degrees at the above-described deviation rotational operator constructed by the correction axis and the correction angle for the correction of the pitch angle (in particular, in the deviation quaternion). In particular, this yaw-free rotation operator is thus determined on the basis of the (optionally global) gravitational vector. Subsequently, between this yaw-free rotation operator and the deviation rotation operator (in which the yaw angle is not changed) is interpolated spherically and preferably set the resulting rotation operator as a new deviation rotation operator. The step size of the interpolation is chosen, for example, such that the acoustic scene (also: hearing situation) can still be adapted sufficiently well, for example in such a way that the interpolation leads to a comparatively slow drift of the yaw angle. At a current yaw angle of, for example, 45 degrees for a slow drift to zero degrees, the step size z , For example, set to one percent. To 100 Interpolation steps would be the yaw angle - with unmoved head - drifted to zero degrees. With a block length (or length of the respective data frame) of one second, such a complete drift thus corresponds to a time of 100 seconds. Optionally, the ("adaptive") percentage for the interpolation (as well as an optional minimum step size by which the yaw angle is to be drifted) is dependent on (in particular proportional to) a magnitude of an error of the plane estimate (in particular the determination of the motion plane or the fitting of the ellipse in the course of the radial and tangential acceleration, described by a residual error determined in the "Fit"). Furthermore, the percentage is also optionally varied depending on a frequency of head yawing during the last few minutes (for example, the last 2 to 4 minutes). In this case, it is assumed, for example, in the case of comparatively many detected yawing movements, that correspondingly many (accumulated) errors are present and therefore a higher percentage (eg two percent) is used for the compensation. Additionally or alternatively, a maximum value range for the yaw angle of 180 degrees (ie in particular of +/- 90 degrees) is preferably given in the interpolation, since for a pure head rotation (ie without additional rotation of the upper body) no (at least not significantly) larger rotations of the head are possible.

In einer bevorzugten Verfahrensvariante wird außerdem zur Bestimmung der aktuellen Ausrichtung des Kopfs insbesondere für jeden analysierten Datenframe ein neuer Orientierungs-Rotationsoperator (insbesondere eine Orientierungs-Quaternion) ermittelt. Dazu wird der vorausgehende (d. h. dem vorausgehenden Datenframe zugeordnete) Orientierungs-Rotationsoperator mit dem vorstehend beschriebenen Bewegungs-Rotationsoperator (der auf eine erkannte Bewegung, insbesondere auf eine erkannte Gierbewegung hin konstruiert wurde) oder mit dem vorstehend beschriebenen Abweichungs-Rotationsoperator (der entsprechend in einem statischen Datenframe ermittelt wurde) verrechnet. Insbesondere bei Verwendung von Quaternionen als Rotationsoperator wird die vorausgehende Orientierungs-Quaternion mit der Bewegungs- bzw. Abweichungs-Quaternion mittels einer Quaternion-Multiplikation kombiniert. Mittels dieses (neuen) Orientierungs-Rotationsoperators ist beispielsweise eine möglichst fehlerfreie Ermittlung und Subtraktion der Gravitation möglich, denn beim Einsatz von nur einem Beschleunigungssensor ist eine Kenntnis der tatsächlichen räumlichen Lage vorteilhaft, um die Gravitation präzise (insbesondere ohne Einfluss anderer Beschleunigungen) bestimmen zu können.In a preferred method variant, a new orientation rotation operator (in particular an orientation quaternion) is also determined for determining the current orientation of the head, in particular for each analyzed data frame. For this, the preceding (ie the associated with the preceding data frame) with the above-described motion rotation operator (which was designed for a detected motion, particularly a detected yaw motion) or the above-described deviation rotation operator (correspondingly determined in a static data frame). In particular, when using quaternions as a rotation operator, the preceding orientation quaternion is combined with the motion quaternion by means of quaternion multiplication. By means of this (new) orientation rotation operator, for example, the most error-free determination and subtraction of gravitation is possible, because when only one acceleration sensor is used, it is advantageous to know the actual spatial position in order to be able to determine the gravity precisely (in particular without the influence of other accelerations) ,

Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht wird als jeweiliger Rotationsoperator, also insbesondere als Normierungs-, Korrektur-, Abweichungs-, Bewegungs- und/oder Orientierungs-Rotationsoperator vorzugsweise die korrespondierende Quaternion, also insbesondere die Normierungs-, Korrektur-, Abweichungs-, Bewegungs- bzw. Orientierungs-Quaternion erstellt.As is apparent from the above description, as the respective rotation operator, that is to say in particular as normalization, correction, deviation, movement and / or orientation rotation operator, preferably the corresponding quaternion, that is in particular the normalization, correction, deviation, motion or orientation quaternion created.

Besonders bevorzugt wird zur Initialisierung des Orientierungs-Rotationsoperators, also insbesondere als erster Orientierungs-Rotationsoperator eine aufrechte und „neutrale“ Kopfhaltung, also insbesondere ein Zusammenfallen der Null-Grad-Blickrichtung mit der Medianebene (und insbesondere geradeaus, d. h. vorzugsweise entlang der Transversalebene gerichtetem Blick) angenommen. Für die jeweiligen Gier-, Nick- und Rollwinkel wird dabei jeweils ein Wert von null gesetzt. Im Fall der Orientierungs-Quaternion wird dabei insbesondere die Einheitsquaternion herangezogen. Mithin wird hierbei angenommen, dass ein Gierwinkel von null Grad die Null-Grad-Blickrichtung (oder Hauptblickrichtung) darstellt, wobei der Gierwinkel aber nicht zwingend (je nach tatsächlicher Ausrichtung des Kopfs) auch mit der Medianebene zusammenfallen muss. Insbesondere in Kombination mit der vorstehend beschriebenen Korrektur des Gierwinkels (insbesondere dem Drift), können so Fehler zwischen der tatsächlichen Ausrichtung des Kopfs und der Medianebene vermieden oder zumindest (wie vorstehend beschrieben nachkorrigiert) werden. Eine genaue Ausrichtung der Null-Grad-Blickrichtung zur Medianeben kann somit vorteilhafterweise unterbleiben.Particularly preferred for initialization of the orientation rotation operator, ie in particular as a first orientation rotation operator an upright and "neutral" head posture, ie in particular a coincidence of the zero-degree viewing direction with the median plane (and in particular straight, ie preferably along the transverse plane directed view ) accepted. In each case, a value of zero is set for the respective yaw, pitch and roll angles. In the case of the orientation quaternion, the unit quaternion is used in particular. Thus, it is assumed here that a yaw angle of zero degrees represents the zero-degree line of sight (or main sight direction), but the yaw angle does not necessarily have to coincide with the median plane (depending on the actual orientation of the head). In particular, in combination with the above-described correction of the yaw angle (in particular the drift), thus errors between the actual orientation of the head and the median plane can be avoided or at least (post-corrected as described above). An exact alignment of the zero-degree viewing direction to the median plane can thus advantageously be omitted.

Vorzugsweise wird der Orientierungs-Rotationsoperator des vorhergehenden Datenframes im Rahmen der vorangehend beschriebenen Korrektur bzw. Identifikation des Nick- bzw. Gierwinkels zur Rotation des Mittelwerts, insbesondere des Mittelwertvektors des nachfolgenden statischen Datenframes (also als vorhergehende Ausrichtungsinformation) herangezogen.The orientation rotation operator of the preceding data frame is preferably used in the context of the above-described correction or identification of the pitch or yaw angle for rotating the mean value, in particular the mean value vector of the subsequent static data frame (ie as preceding orientation information).

In einer zweckmäßigen Verfahrensvariante wird auf Basis des (insbesondere jeweiligen neuen) Orientierungs-Rotationsoperators (vorzugsweise der Orientierungs-Quaternion) eine (insbesondere räumliche) Blickrichtungswahrscheinlichkeitsverteilung erstellt. Diese gibt insbesondere für jede Winkelposition (oder „Rotationsposition“; im Fall der Gierbewegung auch: „Gierposition“) des Kopfs (insbesondere ausgehend von der Hauptblickrichtung, der insbesondere die Null-Grad-Position zugeordnet ist) eine Wahrscheinlichkeit dafür an, ob die tatsächliche Blickrichtung des Hörgeräteträgers innerhalb der vergangenen Zeit (bspw. während der letzten 1 bis 5 Minuten) entlang eines der jeweiligen Winkelposition zugeordneten Winkels verlief. Insbesondere bei einer Gesprächssituation mit mehreren Gesprächspartnern wird diese Blickrichtungswahrscheinlichkeitsverteilung mehrere, verschiedenen Winkelpositionen, insbesondere Gierpositionen zugehörige Ausschläge („Peaks“) aufweisen, da der Hörgeräteträger in einer solchen Situation seinen Kopf wechselnd den verschiedenen Gesprächspartnern zuwenden wird. Somit gibt die Blickrichtungswahrscheinlichkeitsverteilung auch einen räumlichen Interessensbereich wieder, in dem sich mit hoher Wahrscheinlichkeit die Gesprächspartner oder andere Schallquelle von Interesse für den Hörgeräteträger befinden.In an expedient method variant, a (in particular spatial) line of sight probability distribution is created on the basis of the (in particular respective new) orientation rotation operator (preferably the orientation quaternion). In particular, for each angular position (or "rotational position", in the case of the yawing motion also "yaw position") of the head (in particular starting from the main viewing direction, which is associated with the zero-degree position in particular), this indicates a probability as to whether the actual Viewing direction of the hearing aid wearer within the past time (for example, during the last 1 to 5 minutes) along an angle associated with the respective angular position. Particularly in the case of a conversation situation with several call partners, this line of sight probability distribution will have several, different angular positions, in particular yaw positions, associated rashes ("peaks"), since the hearing aid wearer will in such a situation turn his head to the various call partners. Thus, the line of sight probability distribution also reflects a spatial area of interest in which the conversation partner or other sound source of high interest is for the hearing device wearer with high probability.

Zur Erstellung der Blickrichtungswahrscheinlichkeitsverteilung wird in einer bevorzugten Weiterbildung zunächst ausgehend von der Hauptblickrichtung eine Gauss'sche Normalverteilung mit einer vorgegebenen Standardabweichung angesetzt. Für die Standardabweichung werden dabei Werte von etwa 5 bis 25 Grad, insbesondere 10 bis 15 Grad herangezogen. Für die insbesondere anhand des in vorstehender Weise ermittelten Rotationswinkels (insbesondere Gierwinkels) vorgegebene, aktuelle Winkelposition (insbesondere Gierposition) wird anschließend eine neue Normalverteilung mit vorgegebener Standardabweichung (insbesondere wiederum mit den vorstehen genannten Werten) gesetzt. Optional werden insbesondere vor dem Setzen der neuen Normalverteilung alle bisher angesetzten Wahrscheinlichkeitswerte für die bisher aufgetretenen Winkelpositionen einheitlich um einen vorgegebenen Wert verringert. Vorzugsweise wird die neu gesetzte Normalverteilung ebenfalls um einen zu der Verringerung der vorhergehenden Wahrscheinlichkeitswerte korrespondierenden Faktor gewichtet, so dass die kumulierte Summe aller in der Blickrichtungswahrscheinlichkeitsverteilung angetragenen Winkelpositionen eins ergibt. Durch diesen Schritt wird insbesondere ein (vorzugsweise zunehmendes) „Vergessen“ vorhergehender (und insbesondere „alter“) Winkelpositionen erreicht, indem die Wahrscheinlichkeit für das Vorliegen einer Winkelposition bei ausbleibender oder hinreichender Wiederholung aus der Blickrichtungswahrscheinlichkeitsverteilung „herauswandert“. Dies führt vorteilhafterweise zu einer dynamischen (insbesondere selbsttätigen) Adaption an die tatsächliche Situation, in der sich der Hörgeräteträger aktuell befindet. Der Vorteil der vorstehend beschriebenen Ermittlung der Blickrichtungswahrscheinlichkeitsverteilung liegt außerdem insbesondere darin, dass nicht nur ein „konkreter“ Wert der aktuellen Winkelposition (insbesondere des aktuellen Gierwinkels) herangezogen wird, sondern jeweils ein Band mehrerer Winkelwerte, die um den ermittelten (oder auch: geschätzten) Wert des aktuellen Rotationswinkels (insbesondere des aktuellen Gierwinkels) herum verteilt sind. Dadurch weisen Fehler bei der vorstehend beschriebenen Ermittlung des aktuellen Werts des Rotationswinkels eine vergleichsweise geringe Auswirkung auf, insbesondere da sie über einen größeren Winkelbereich „verschmiert“ werden. Ferner dürfte regelmäßig der Hörgeräteträger nicht bei jedem Blick auf einen Gesprächspartner exakt die gleiche Winkelposition (insbesondere Gierposition) einnehmen, da er oder der Gesprächspartner sich bewegen, und auch der insbesondere akustische Interessensbereich meist nicht exakt entlang der Blickrichtung verläuft. Somit ist die Blickrichtungswahrscheinlichkeitsverteilung vergleichsweise robust gegenüber Fehlern.In order to establish the line of sight probability distribution, in a preferred development, first of all, starting from the main direction of sight, a Gaussian normal distribution having a predetermined standard deviation is applied. Values of about 5 to 25 degrees, in particular 10 to 15 degrees, are used for the standard deviation. For the current angular position (in particular yaw position) predetermined in particular on the basis of the rotational angle (in particular yaw angle) determined in the above manner, a new normal distribution with predetermined standard deviation (in particular again with the aforementioned values) is then set. Optionally, in particular before setting the new normal distribution, all previously assumed probability values for the angular positions which have occurred so far are uniformly reduced by a predetermined value. Preferably, the newly set normal distribution is also weighted by a factor corresponding to the reduction of the previous probability values, so that the cumulative sum of all angular positions plotted in the line of sight probability distribution yields one. Through this step, in particular, a (preferably increasing) "forgetting" becomes more prevalent (and in particular "old") angular positions achieved by the probability for the presence of an angular position in the absence or sufficient repetition "out" of the line of sight probability distribution. This advantageously leads to a dynamic (in particular automatic) adaptation to the actual situation in which the hearing device wearer is currently located. The advantage of the above-described determination of the line of sight probability distribution lies in particular in the fact that not only a "concrete" value of the current angular position (in particular the current yaw angle) is used, but in each case a band of several angle values which are around the determined (or: estimated) Value of the current rotation angle (in particular the current yaw angle) are distributed around. As a result, errors in the above-described determination of the current value of the rotation angle have a comparatively small effect, in particular because they are "smeared" over a larger angular range. Furthermore, the hearing aid wearer is not likely to assume exactly the same angular position (in particular yaw position) every time he looks at a conversation partner, since he or the conversation partner is moving, and the particular acoustic area of interest usually does not run exactly along the line of sight. Thus, the line of sight probability distribution is comparatively robust against errors.

In einer zweckmäßigen Weiterbildung wird der Wert der Standardabweichung für die Gauss'sche Normalverteilung variabel vorgegeben. Beispielsweise wird der Wert der Standardabweichung dabei an einen möglichen Fehler bei der Ermittlung des Gierwinkels angepasst. Zweckmäßigerweise wird die Standardabweichung (deren Wert) dabei gleichlaufend angepasst, so dass bei kleinen Fehlern der Wert entsprechen klein gesetzt wird und umgekehrt. Dadurch wird vergleichsweise großen Fehlern möglichst wenig Gewicht zugewiesen und die Aussage der Blickrichtungswahrscheinlichkeit (zumindest für diese Winkelposition) insbesondere „schwammiger“. Als Maß für den Fehler wird beispielsweise eine Qualität des Ebenenfits, insbesondere des Fits der Ellipse auf die Beschleunigungsdaten herangezogen. Diese Qualität wird insbesondere durch einen Restfehler des Ebenen- bzw. Ellipsenfits abgebildet.In an expedient development, the value of the standard deviation for the Gaussian normal distribution is specified variably. For example, the value of the standard deviation is adapted to a possible error in the determination of the yaw angle. Conveniently, the standard deviation (their value) is adjusted concurrently, so that the value is set small for small errors and vice versa. As a result, relatively little weight is assigned to comparatively large errors, and the statement of the line of sight probability (at least for this angular position) is in particular "spongier". As a measure of the error, for example, a quality of the plane fit, in particular the fit of the ellipse on the acceleration data is used. This quality is mapped in particular by a residual error of the plane or ellipticals.

In einer zweckmäßigen Verfahrensvariante wird die Information über die Rotationsbewegung, insbesondere die Gierbewegung des Kopfs des Hörgeräteträgers, bspw. die aktuelle Gierposition, insbesondere die Blickrichtungswahrscheinlichkeitsverteilung zur Anpassung eines Signalverarbeitungsalgorithmus für eine Gruppengesprächssituation herangezogen. Insbesondere wird anhand der Blickrichtungswahrscheinlichkeitsverteilung ermittelt, in welchem Wertebereich des jeweiligen Rotationswinkels (insbesondere des Gierwinkels) die häufigsten Blicke (mit Kopfgierung) des Hörgeräteträgers lagen, und daraufhin bspw. ein Öffnungsbereich eines Richtkegels entsprechend angepasst (bspw. aufgeweitet oder verjüngt). Optional wird die Information über die Rotationsbewegung dabei zusätzlich zu einem akustischen Klassifikator, mittels dessen das Vorliegen einer Gesprächssituation mit mehreren Gesprächsteilnehmern an sich ermittelt wird, herangezogen, vorzugsweise um das Ergebnis zu verifizieren und/oder zu verbessern. Beispielsweise kann mittels des akustischen Klassifikators in einer Situation mit mehreren Unterhaltungen zwischen benachbart befindlichen Personen häufig nicht mit hinreichender Sicherheit festgestellt werden, welcher mittels eines Mikrofonsystems des Hörgeräts erfassten Sprachanteil zum Gespräch gehört. In an expedient variant of the method, the information about the rotational movement, in particular the yawing movement of the head of the hearing device wearer, for example the current yaw position, in particular the line of sight probability distribution, is used to adapt a signal processing algorithm for a group talk situation. In particular, it is determined on the basis of the line of sight probability distribution, in which value range of the respective rotation angle (in particular the yaw angle) were the most frequent views (with Kopfgierung) of the hearing aid wearer, and then, for example, an opening portion of a directional cone adjusted accordingly (eg., Widened or tapered). Optionally, the information about the rotational movement is used in addition to an acoustic classifier, by means of which the existence of a conversation situation with several participants in the conversation is determined per se, preferably in order to verify and / or improve the result. For example, by means of the acoustic classifier in a situation with several conversations between adjacent persons, it is often not possible to ascertain with sufficient certainty which part of speech acquired by means of a microphone system of the hearing device belongs to the conversation.

Beispielsweise kann so in einem Restaurant nicht hinreichend sicher ermittelt werden, ob der Hörgeräteträger nur mit der Person gegenüber und rechts von sich ein Gespräch führt, oder ob die Personen links des Hörgeräteträgers ebenfalls Teilnehmer an diesem Gespräch sind. Anhand der Blickrichtungswahrscheinlichkeitsverteilung lässt sich vorteilhafterweise ermitteln, ob der Hörgeräteträger allen potentiellen Gesprächsteilnehmern den Kopf zuwendet oder nur einem Teil von diesen. In letzterem Fall ist die Wahrscheinlichkeit hoch, dass die anderen Personen nicht an diesem Gespräch teilnehmen.For example, it can not be ascertained with sufficient certainty in a restaurant whether the hearing aid wearer is talking to the person opposite him or her right or whether the persons to the left of the hearing aid wearer are also participants in this conversation. On the basis of the line of sight probability distribution, it can advantageously be determined whether the hearing aid wearer turns his head to all potential conversation participants or only to a part of them. In the latter case, the chances are high that the other people will not participate in this conversation.

Das erfindungsgemäße Hörgerät weist den vorstehend beschriebenen Beschleunigungssensor auf sowie einen Prozessor, der zur insbesondere selbsttätigen Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens eingerichtet ist.The hearing aid according to the invention has the above-described acceleration sensor as well as a processor which is set up for carrying out the method described above, in particular automatically.

Der Prozessor ist dabei optional als nicht-programmierbare elektronische Schaltung ausgebildet. Alternativ ist der Prozessor durch einen Mikrocontroller gebildet, in dem die Funktionalität zur Durchführung des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens in Form eines Softwaremoduls implementiert ist.The processor is optionally designed as a non-programmable electronic circuit. Alternatively, the processor is formed by a microcontroller, in which the functionality for carrying out the operating method according to the invention is implemented in the form of a software module.

Die Konjunktion „und/oder“ ist hier und im Folgenden insbesondere derart zu verstehen, dass die mittels dieser Konjunktion verknüpften Merkmale sowohl gemeinsam als auch als Alternativen zueinander ausgebildet sein können.The conjunction "and / or" is to be understood here and below in particular in such a way that the features linked by means of this conjunction can be formed both together and as alternatives to one another.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

  • 1 in einem schematischen Schaltbild ein Hörgerät,
  • 2 in einer schematischen Aufsicht von oben einen Kopf eines Hörgeräteträgers mit dem bestimmungsgemäß am Ohr getragenen Hörgerät,
  • 3 in einem schematischen Ablaufdiagramm ein Verfahren zum Betrieb des Hörgeräts,
  • 4 in drei übereinander dargestellten schematischen Diagrammen, jeweils einen Verlauf einer, einer von drei senkrecht aufeinander stehenden Messachsen eines Beschleunigungssensors des Hörgeräts zugeordneten Beschleunigung über der Zeit,
  • 5 in einem schematischen dreidimensionalen Diagramm die den drei Messachsen zugeordneten Beschleunigungen gegeneinander angetragen,
  • 6 in einer schematischen Darstellung einen Verfahrensschritt zur Ermittlung eines Korrekturwerts für die mittels des Beschleunigungssensors erfassten Beschleunigungsdaten, und
  • 7 in einem schematischen Polardiagramm eine Wahrscheinlichkeitsverteilung für eingenommene Blickrichtungen des Hörgeräteträgers.
Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to a drawing. Show:
  • 1 in a schematic circuit diagram a hearing aid,
  • 2 in a schematic plan view from above a head of a hearing aid wearer with the intended worn on the ear hearing aid,
  • 3 in a schematic flow diagram a method for operating the hearing device,
  • 4 in three superimposed schematic diagrams, in each case a course of, one of three mutually perpendicular measuring axes of an acceleration sensor of the hearing aid associated acceleration over time,
  • 5 in a schematic three-dimensional diagram, the accelerations assigned to the three measuring axes are plotted against each other,
  • 6 in a schematic representation of a method step for determining a correction value for the acceleration data detected by the acceleration sensor, and
  • 7 in a schematic polar diagram, a probability distribution for assumed directions of the hearing aid wearer.

Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren stets mit gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts and sizes are always provided with the same reference numerals in all figures.

In 1 ist ein Hörgerät 1, konkret ein sogenanntes Hinter-dem-Ohr-Hörgerät dargestellt. Das Hörgerät 1 umfasst ein (Hörgeräte-) Gehäuse 2, in dem mehrere elektronische Komponenten angeordnet sind. Als elektronische Komponenten umfasst das Hörgerät 1 zwei Mikrofone 3, die zur Detektion von Geräuschen aus der Umgebung des Hörgeräts 1 eingerichtet sind. Des Weiteren umfasst das Hörgerät 1 als elektronische Komponente einen Signalprozessor 4, der dazu eingerichtet ist, die mittels der Mikrofone 3 erfassten Geräusche zu verarbeiten und zur Ausgabe an das Gehör eines Hörgerätträgers an einen Lautsprecher 5 auszugeben. Zur Erfassung der räumlichen Lage des Hörgeräts 1 umfasst dieses außerdem einen Beschleunigungssensor 6, der mit dem Signalprozessor 4 verschaltet ist. Zur Energieversorgung dieser elektronischen Komponenten ist in dem Gehäuse 2 außerdem eine Batterie 7 angeordnet, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel konkret durch einen Akkumulator gebildet ist. Zur Leitung des von dem Lautsprecher 5 erzeugten Schalls zum Gehör des Hörgeräteträgers ist an das Gehäuse 2 ein Schallschlauch 8 angeschlossen, der im bestimmungsgemäßen Tragezustand am Kopf 9, konkret am Ohr des Hörgerätträgers (vergleiche 2) mit einem Ohrpassstück 10 in den Gehörgang des Hörgeräteträgers eingesetzt ist.In 1 is a hearing aid 1 , Concretely a so-called behind-the-ear hearing aid shown. The hearing aid 1 includes a (hearing aid) housing 2 in which several electronic components are arranged. As an electronic components, the hearing aid includes 1 two microphones 3 for the detection of noise from the environment of the hearing aid 1 are set up. Furthermore, the hearing aid includes 1 as electronic component a signal processor 4 which is set up by means of microphones 3 to record recorded sounds and output to the hearing of a hearing aid wearer to a loudspeaker 5 issue. To record the spatial position of the hearing aid 1 this also includes an acceleration sensor 6 that with the signal processor 4 is interconnected. To power these electronic components is in the housing 2 also a battery 7 arranged, which is formed in the present embodiment concretely by an accumulator. To conduct the from the speaker 5 generated sound to the hearing of the hearing aid wearer is to the housing 2 a sound tube 8th connected, in the intended state of wear at the head 9 , specifically on the ear of the hearing aid wearer (cf. 2 ) with an earmold 10 is inserted into the ear canal of the hearing aid wearer.

Der Beschleunigungssensor 6 ist zur dreidimensionalen Messung eingerichtet, und weist dazu drei senkrecht aufeinander stehende Messachsen x, y und z (s. 2) auf. Der Beschleunigungssensor 6 ist dabei derart im Gehäuse 2 des Hörgeräts 1 angeordnet, dass im bestimmungsgemäßen Tragezustand am Kopf 9 und bei aufrechter Körperhaltung des Hörgeräteträgers die Messachse z zumindest näherungsweise mit der Vertikalrichtung zusammenfällt. Die Messachse x ist dabei radial zum Kopf 9, konkret radial nach außen gerichtet. Die Messachse y ist in diesem Fall tangential zum Kopf 9 und nach hinten ausgerichtet - d. h. parallel entgegengesetzt zu einer Null-Grad-Blickrichtung 12, die in einer Grundausrichtung parallel zu einer Sagittal-Ebene, konkret parallel zur Medianebene 14 ausgerichtet ist. Die beiden Messachsen x und y sind dabei einer Transversalebene der Hörgeräteträgers zugeordnet.The acceleration sensor 6 is designed for three-dimensional measurement, and has three perpendicular measuring axes x . y and z (S. 2 ) on. The acceleration sensor 6 is so in the case 2 of the hearing aid 1 arranged that in the intended state of wear on the head 9 and in the upright posture of the hearing aid wearer the measuring axis z at least approximately coincident with the vertical direction. The measuring axis x is radial to the head 9 , specifically directed radially outward. The measuring axis y is in this case tangential to the head 9 and oriented backwards - ie, in parallel opposite to a zero-degree viewing direction 12 in a basic orientation parallel to a sagittal plane, concretely parallel to the median plane 14 is aligned. The two measuring axes x and y are assigned to a transverse plane of the hearing aid wearer.

Der Signalprozessor 4 ist dazu eingerichtet, mittels eines akustischen Klassifikators, der als Algorithmus in dem Signalprozessor 4 implementiert ist, anhand der mittels der Mikrofone 3 erfassten Geräusche auf eine Gesprächssituation (d. h. auf einer Unterhaltung von wenigstens zwei Personen) zu schließen und daraufhin die Signalverarbeitung entsprechend anzupassen. Beispielsweise wird dazu ein Öffnungswinkel eines mittels der beiden Mikrofone 3 gebildeten Richtmikrofons derart eingestellt, dass alle aus der Umgebung auf die Mikrofone 3 treffenden Sprachanteile, konkret die Quellorte dieser Sprachanteile innerhalb des Öffnungsbereichs des Richtmikrofons liegen. Um die Signalverarbeitung in einer solchen Gesprächssituation noch präziser anpassen zu können, konkret den Öffnungswinkel so einstellen zu können, dass nur die tatsächlich am Gespräch beteiligten Personen (die jeweils einen Quellort eines Sprachanteils darstellen) innerhalb des Öffnungsbereichs des Richtmikrofons liegen, wird von dem Signalprozessor 4 ein nachfolgend anhand von 3 näher erläutertes Verfahren durchgeführt.The signal processor 4 is set up by means of an acoustic classifier acting as an algorithm in the signal processor 4 implemented by means of the microphones 3 to record recorded sounds on a conversation situation (ie on a conversation of at least two people) and then adjust the signal processing accordingly. For example, this is an opening angle of a means of the two microphones 3 formed directional microphones adjusted so that all of the environment on the microphones 3 the relevant speech components are located within the opening range of the directional microphone. In order to be able to adapt the signal processing even more precisely in such a conversation situation, specifically to be able to set the aperture angle so that only the persons actually involved in the conversation (each representing a source location of a speech component) are within the aperture range of the directional microphone, the signal processor will 4 a below by means of 3 more detailed method performed.

In einem ersten Verfahrensschritt 20 werden die von dem Beschleunigungssensor 6 ermittelten Messwerte - die zu Samples von jeweils drei Messwerten, von denen wiederum jeweils einer, einer der Messachsen x, y und z zugeordnet ist, ausgegeben werden - als „rohe“ Beschleunigungsdaten A in einem Pufferspeicher (der im Signalprozessor 4 integriert ist) abgelegt. Der Pufferspeicher ist dabei zur gleitenden Zwischenspeicherung von acht solcher Samples ausgebildet, die jeweils ein Datenframe D bilden und über ein Zeitfenster von 1,3 Sekunden erfasst werden.In a first process step 20 are those of the accelerometer 6 determined measured values - those to samples of three measured values, of which in turn one each, one of the measuring axes x . y and z is assigned - as "raw" acceleration data A in a buffer memory (the one in the signal processor 4 integrated). The buffer memory is designed for the sliding intermediate storage of eight such samples, each of which is a data frame D and recorded over a 1.3 second window.

Die rohen Beschleunigungsdaten A enthalten unter anderem Informationen über eine Beschleunigung bei geradliniger, geradeaus (d. h. entlang der Meridianebene 14) gerichteter Bewegung (bspw. Gehen und dergleichen), über eine radial zum Kopf 9 gerichtete Beschleunigung (im Folgenden als „Radial-Beschleunigung ar“ bezeichnet) und über eine tangential zum Kopf 9 gerichtete Beschleunigung (im Folgenden als „Tangential-Beschleunigung at“ bezeichnet). Die Radial-Beschleunigung ar tritt aufgrund der Zentrifugalkraft bei einer Körper- und/oder Kopfdrehung - unabhängig von der Dreh- oder Rotationsrichtung und somit auch unabhängig von der zugeordneten Rotationsachse - auf. Die Tangential-Beschleunigung at tritt bei ebenfalls bei einer Rotation des Kopfs 9, konkret beim „Losdrehen“ und „Abbremsen“ des Kopfs 9 auf. Im Folgenden werden die Radial- und die Tangential-Beschleunigungen ar bzw. at in Bezug auf eine als „Gierbewegung“ bezeichnete Rotation des Kopfs 9 um seine Hochachse, die etwa senkrecht auf der Transversalebene steht und als Rotationsachse in diesem Zusammenhang auch als „Gierachse“ bezeichnet wird, verwendet und beschrieben. Aufgrund der vorstehend beschriebenen Zuordnung der Messachsen x und y zu der Transversalebene lassen sich unter gewissen Voraussetzung (konkret wenn eine Gierbewegung vorliegt) die der Messachse x zugeordneten Messwerte der Radial-Beschleunigung ar und die der Messachse y zugeordneten Messwerte entsprechend der Tangential-Beschleunigung at zuweisen. Außerdem enthalten die rohen Beschleunigungsdaten A einen Bias (oder: „Bias-Anteil“), der meist zeitlich fluktuiert aufgrund von Temperatureinflüssen, sowie Einflüsse unterschiedlicher Messsensitivität für die einzelnen Messachsen x, y und z. Außerdem enthalten die Beschleunigungsdaten A den Einfluss der Erdbeschleunigung g (auch: Gravitation).The raw acceleration data A contain, among other things information about an acceleration in straight, straight ahead (ie along the meridian plane 14 ) directed movement (eg walking and the like), over a radial to the head 9 directed acceleration (hereinafter referred to as "radial acceleration ar") and a tangent to the head 9 directed acceleration (hereinafter referred to as "tangential acceleration at"). The radial acceleration ar occurs due to the centrifugal force in a body and / or head rotation - regardless of the direction of rotation or rotation and thus independent of the associated axis of rotation - on. The tangential acceleration at also occurs during a rotation of the head 9 , specifically when "loosening" and "slowing down" the head 9 on. The following are the radial and tangential accelerations ar respectively. at with respect to a rotation of the head called "yaw" 9 around its vertical axis, which is approximately perpendicular to the transverse plane and as a rotation axis in this context also referred to as "yaw axis", used and described. Due to the above-described assignment of the measuring axes x and y to the transverse plane can be under certain conditions (specifically when a yaw motion is present) that of the measuring axis x assigned measured values of the radial acceleration ar and the measuring axis y assigned measured values according to the tangential acceleration at to assign. Also included are the raw acceleration data A a bias (or: "bias proportion"), which usually fluctuates over time due to temperature influences, as well as influences of different measurement sensitivity for the individual measuring axes x . y and z , In addition, the acceleration data included A the influence of gravitational acceleration G (also: gravity).

In einem nachfolgenden Verfahrensschritt 30 werden die Messachsen x, y und z des Beschleunigungssensors 6, konkret also das Sensorkoordinatensystem auf das dem Kopf 9 zugeordnete Koordinatensystem normiert. Dazu wird - konkret während einer Anpassung des Hörgeräts 1 an den Hörgeräteträger - während einer Phase, in der der Kopf 9 in aufrechter Körperhaltung gerade aus (Blick entlang der Meridianebene 14) gehalten wird, das Skalar- und das Kreuzprodukt zwischen dem aus den Beschleunigungsdaten A ermittelten Gravitationsvektor und dem globalen, einem als „Welt-Koordinatensystem“ bezeichneten, universalen Koordinatensystem zugeordneten Gravitationsvektor gw ermittelt,. Der globale Gravitationsvektor gw basiert dabei auf der Annahme, dass die Gravitation „nach oben“ zeigt und somit die Form gw=[0, 0, 1] aufweist. Das Skalarprodukt gibt dabei einen Verkippungswinkel zwischen diesen Vektoren und das Kreuzprodukt eine Kippachse für diesen Verkippungswinkel wirksam ist, wieder. Mittels der Kippachse und des Verkippungswinkels wird anschließend ein Rotationsoperator, konkret eine als „Normierungs-Quaternion Qa“ bezeichnete Quaternion konstruiert, die eine Verknüpfung des Sensorkoordinatensystems mit dem Welt-Koordinatensystem wiedergibt und mittels derer das Sensorkoordinatensystem und damit die rohen Beschleunigungsdaten A auf das Welt-Koordinatensystem verdreht („normiert“) werden. Die Normierungs-Quaternion Qa wird dabei auf Basis einer sogenannten Achsenwinkel-Darstellung konstruiert, nämlich dass nach Euler jede Drehung durch einen Winkel um eine feste Achse dargestellt werden kann: Q a = ( cos θ 2 u x  sin θ 2 u y  sin θ 2 u z  sin θ 2 )

Figure DE102018206975A1_0001
wobei ux, uy, uz die jeweilige Achse angeben.In a subsequent process step 30 become the measuring axes x . y and z of the acceleration sensor 6 , concretely so the sensor coordinate system on the head 9 assigned coordinate system normalized. This is - specifically during an adaptation of the hearing aid 1 to the hearing aid wearer - during a phase in which the head 9 in straight posture straight out (view along the Meridianebene 14 ), the scalar and cross product between that from the acceleration data A determined gravitational vector and the global, one called "world coordinate system", universal coordinate system associated gravitational vector gw determined ,. The global gravitational vector gw is based on the assumption that gravitation shows "upward" and thus the shape gw = [0, 0, 1]. The scalar product gives a tilt angle between these vectors and the cross product a tilt axis for this tilt angle is effective, again. By means of the tilting axis and the tilting angle, a rotation operator, specifically a quaternion designated as a "normalization quaternion Qa", is constructed, which reproduces a combination of the sensor coordinate system with the world coordinate system and by means of which the sensor coordinate system and thus the raw acceleration data A be twisted ("normalized") to the world coordinate system. The normalization quaternion Qa is constructed on the basis of a so-called axis angle representation, namely that according to Euler every rotation can be represented by an angle around a fixed axis: Q a = ( cos θ 2 u x sin θ 2 u y sin θ 2 u z sin θ 2 )
Figure DE102018206975A1_0001
where u x , u y , u z indicate the respective axis.

Außerdem wird in einem optionalen Ausführungsbeispiel eine Kalibrierung, konkret eine Ellipsoid-Kalibrierung durchgeführt. Bei der Ellipsoid-Kalibrierung wird angenommen, dass die Norm des Vektors der Erdbeschleunigung g eins ergibt, so dass keine explizite Kenntnis der Ausrichtung der Messachsen x, y und z des Beschleunigungssensors 6 erforderlich ist. Andere Kalibrierungsverfahren, bei denen die tatsächliche Ausrichtung der Messachsen x, y und z des Beschleunigungssensors 6 ermittelt werden, können aber gleichermaßen eingesetzt werden. Beispielsweise werden zur Kalibrierung für spezifische Positionierungen des Hörgeräts 1 und somit der Messachsen x, y und z des Beschleunigungssensors 6 oder (bereits vor der Montage des Beschleunigungssensors 6 in dem Gehäuse 2) nur des Beschleunigungssensors 6 die jeweiligen, zugeordneten Beschleunigungsdaten A erfasst und daraus Kalibrierungsdaten für die Bias- und Sensitivitätseinflüsse bestimmt. Die spezifischen Positionen werden dabei meist mittels einer Handhabungsvorrichtung (auch: „Manipulator“) „eingestellt“. Die jeweiligen, den Positionen zugeordneten Messpunkte liegen dabei auf einer - üblicherweise aufgrund der unterschiedlichen Messsensitivitäten zu einem Ellipsoid deformierten, der Norm des Beschleunigungssignals zugeordneten Einheitskugel - dreidimensionalen Ellipsoidoberfläche. Durch diese Kalibrierung können die Bias- und Sensitivitätseinflüsse während eines „statischen“ Datenframes (bei dem keine Bewegung erkannt wird) hinreichend präzise kompensiert werden.In addition, in an optional embodiment, a calibration, specifically an ellipsoid calibration is performed. In ellipsoidal calibration, it is assumed that the norm of the vector of gravitational acceleration G one yields, so that no explicit knowledge of the alignment of the measuring axes x . y and z of the acceleration sensor 6 is required. Other calibration methods that involve the actual alignment of the measuring axes x . y and z of the acceleration sensor 6 can be determined, but can be used equally. For example, for calibration for specific positioning of the hearing aid 1 and thus the measuring axes x . y and z of the acceleration sensor 6 or (even before mounting the acceleration sensor 6 in the case 2 ) only the acceleration sensor 6 the respective associated acceleration data A and uses it to determine calibration data for the bias and sensitivity effects. The specific positions are usually "set" by means of a handling device (also: "manipulator"). The respective measuring points assigned to the positions lie on a three-dimensional ellipsoid surface, which is usually deformed into an ellipsoid due to the different measuring sensitivities and assigned to the standard of the acceleration signal. This calibration allows the bias and sensitivity effects to be sufficiently accurately compensated during a "static" data frame (where no motion is detected).

Des Weiteren werden im Verfahrensschritt 30 die Beschleunigungsdaten A eines Datenframes D vorverarbeitet. Dazu erfolgt eine Rauschreduktion mittels eines Medianfilters mit einer Fensterlänge von drei Samples, um Sensorrauschen und einzelne Signalspitzen herauszufiltern.Furthermore, in the process step 30 the acceleration data A a data frame D preprocessed. For this purpose, a noise reduction takes place by means of a median filter with a window length of three samples in order to filter out sensor noise and individual signal peaks.

In einem weiteren Verfahrensschritt 40 werden die (nun vorverarbeiteten) Beschleunigungsdaten A innerhalb des jeweiligen Datenframes D analysiert und auf das Vorliegen einer Bewegung überprüft. Dazu wird ein Wertebereich der in dem Datenframe D enthaltenen Beschleunigungsdaten A, konkret der Abstand zwischen maximalen und minimalen Werten der Beschleunigungsdaten ermittelt. Zusätzlich (oder in einem abweichenden Ausführungsbeispiel alternativ) wird auch eine Varianz der Beschleunigungsdaten A eines jeden Datenframes D ermittelt. Über einen Schwellwertvergleich wird ermittelt, ob sich der Wertebereich und/oder die Varianz hinreichend von einem entsprechenden Wertebereich bzw. einem entsprechenden Varianzwert eines Messrauschens, das das Beschleunigungssignal bzw. die Beschleunigungsdaten A bei fehlender Bewegung des Hörgeräteträgers dominiert, abheben.In a further process step 40 become the (now preprocessed) acceleration data A within the respective data frame D analyzed and checked for the presence of a movement. For this purpose, a range of values in the data frame D contained acceleration data A Specifically, the distance between maximum and minimum values of the acceleration data is determined. In addition (or alternatively in a different embodiment), a variance of the acceleration data also becomes A of each data frame D determined. A comparison of thresholds is used to determine whether the range of values and / or the variance is sufficiently different from a corresponding value range or a corresponding variance value of a measurement noise that contains the acceleration signal or the acceleration data A dominated in the absence of movement of the hearing aid wearer, take off.

Für den Fall, dass eine Bewegung des Hörgeräteträgers erkannt wird, werden die Beschleunigungsdaten A in einem Verfahrensschritt 50 auf das Vorliegen einer Gierbewegung des Kopfs 9 untersucht. Bei einer Gierbewegung des Kopfs 9 (d.h. einer Rotation um eine auf der Transversalebene senkrecht stehende Achse, üblicherweise um die durch die Wirbelsäule gebildete Achse) zeigt sich der in 4 schematisch über der Zeit t abgebildete Verlauf der den (auf das Welt-Koordinatensystem normierten) Messachsen x, y und z zugeordneten Radial- und Tangential-Beschleunigungen ar, at, die die Zentrifugalkraft und die Tangentialkraft während der Gierbewegung repräsentieren, sowie der Erdbeschleunigung g, die hier positiv angetragen ist. Bei einer Gierbewegung nach links durchläuft die Tangential-Beschleunigung at ein erstes Extremum, das den Beginn der Gierbewegung anzeigt, und anschließend ein zweites Extremum mit entgegengesetztem Vorzeichen, das das Abbremsen des Kopfs 9 zum Ende der Gierbewegung anzeigt. Parallel zeigt die Radial-Beschleunigung ar für die Zentrifugalkraft ebenfalls ein einzelnes Extremum. Der Zeitraum der Gierbewegung liegt hier innerhalb von etwa 1,2 Sekunden. Bereits dieser Verlauf der Radial- und Tangential-Beschleunigungen ar und at wird in einem optionalen Ausführungsbeispiel als Kriterium für das Vorliegen der Gierbewegung herangezogen.In the event that a movement of the hearing aid wearer is detected, the acceleration data becomes A in a process step 50 to the presence of a yawing motion of the head 9 examined. With a yawing motion of the head 9 (ie, a rotation about an axis perpendicular to the transverse plane, usually around the axis formed by the spinal column) is shown in FIG 4 schematically over time t shown course of the (normalized to the world coordinate system) measuring axes x . y and z associated radial and tangential accelerations ar . at , which represent the centrifugal force and the tangential force during the yawing motion, as well as the gravitational acceleration G , which is positive here. When yawing to the left the tangential acceleration passes through at a first extremum indicative of the beginning of the yaw motion, and then a second extremum of opposite sign indicating the deceleration of the head 9 indicates the end of the yaw movement. Parallel shows the radial acceleration ar for the centrifugal force also a single extremum. The period of yawing is within about 1.2 seconds. Already this course of the radial and tangential accelerations ar and at is used in an optional embodiment as a criterion for the presence of the yawing motion.

In 5 sind die für die Beschleunigungen ar, at und g erfassten Messwerte der Messachsen x, y und z dreidimensional gegeneinander angetragen. Wie zu erkennen ist, ergeben die Radial- und die Tangential-Beschleunigung ar bzw. at eine ellipsenartige Kurve, die um die Erdbeschleunigung g in der Messachse z verschoben ist. Im Verfahrensschritt 50 wird eine Kurve, konkret eine Ellipse auf den gegeneinander angetragenen Verlauf (die Beschleunigungskurve) der Radial- und Tangential-Beschleunigungen ar bzw. at gefittet und die Form als Kriterium für das Vorliegen der Gierbewegung herangezogen. Ist die Form der gefitteten Kurve hinreichend nah, konkret mit einem geringen Restfehler, an eine Ellipse angenähert, ist die Wahrscheinlichkeit für das Vorliegen einer Gierbewegung hoch. Andere Bewegungen äußern sich nämlich regelmäßig in einem unregelmäßigen - meist zick-zack-artigen - Verlauf der gegeneinander angetragenen Radial- und Tangential-Beschleunigungen ar und at. Die Fläche, konkret der Flächeninhalt der gefitteten Ellipse gibt dabei die Stärke der Gierbewegung wieder, d.h. wie schnell der Kopf 9 gedreht wird.In 5 are the ones for the accelerations ar . at and G recorded measured values of the measuring axes x . y and z three-dimensional against each other. As can be seen, give the radial and the tangential acceleration ar respectively. at an ellipse-like curve around the acceleration due to gravity G in the measuring axis z is moved. In the process step 50 becomes a curve, concretely an ellipse on the mutually plotted course (the acceleration curve) of the radial and tangential accelerations ar respectively. at fit and used the form as a criterion for the presence of the yaw. If the shape of the fitted curve is sufficiently close, concretely with a small residual error, approximated to an ellipse, the probability of the existence of a yawing motion is high. In fact, other movements regularly express themselves in an irregular - usually zig-zag-like - course of the radial and tangential accelerations presented to one another ar and at , The area, specifically the surface area of the fitted ellipse, reflects the strength of the yawing motion, ie how fast the head is 9 is turned.

Anschließend wird für die gefittete Ellipse der Normalenvektor, konkret der im Schwerpunkt der Ellipsenfläche stehende Normalenvektor ermittelt. Dieser entspricht der Drehachse oder „Gierachse 52“ der Gierbewegung. Wie in 5 zu erkennen ist, ist die Gierachse 52 gegenüber der Messachse z verkippt, und somit auch eine durch die Ellipsenfläche beschriebene und von den Radial- und Tangential-Beschleunigungen ar und at aufgespannte Bewegungsebene 54. Die Verkippung der Bewegungsebene 54 gegenüber einer von den Messachsen x und y aufgespannten Messebene 56 wird bestimmt - bspw. mittels des Skalar- und Kreuzprodukts der Gierachse 52 mit der Messachse z, konkret deren Achsenvektor. Mittels dieser Verkippungsinformation wird als Rotationsoperator zur Korrektur der Verkippung eine „Korrektur-Quaternion“ zur „Richtigdrehung“ der Bewegungsebene 54 parallel zur Messebene 56 erstellt, mittels dieser die Beschleunigungsdaten A parallel zu den Messachsen x, y, und z ausgerichtet (gedreht) und anschließend die gefittete Ellipse auf die Messebene 56 projiziert. Dadurch können die Beschleunigungsdaten A verlustarm auf die zweidimensionale Messebene 56 abgebildet werden.Subsequently, for the fitted ellipse, the normal vector, specifically the normal vector standing in the center of gravity of the ellipse surface, is determined. This corresponds to the axis of rotation or "yaw axis 52 "Of greed. As in 5 can be seen is the yaw axis 52 opposite the measuring axis z tilted, and thus also one described by the ellipse surface and by the radial and tangential accelerations ar and at spanned movement plane 54 , The tilt of the plane of motion 54 opposite one of the measuring axes x and y clamped measuring level 56 is determined - for example by means of the scalar and cross product of the yaw axis 52 with the measuring axis z , specifically their axis vector. By means of this tilting information, a "correction quaternion" for "correct rotation" of the plane of motion is used as a rotation operator for correcting the tilting 54 parallel to the measuring level 56 created, by means of this the acceleration data A parallel to the measuring axes x . y , and z aligned (rotated) and then the fitted ellipse on the measurement plane 56 projected. This allows the acceleration data A low-loss on the two-dimensional measuring plane 56 be imaged.

Für den Fall, dass das Vorliegen der Gierbewegung erkannt wurde, wird die Tangential-Beschleunigung at zweifach integriert und somit die bei der Gierbewegung zurückgelegte Wegstrecke ermittelt. Durch den Radius des Kopfs 9 geteilt ergibt sich die aktuelle Winkelposition des Kopfs 9. Außerdem wird dabei der der aktuellen Winkelposition zugeordnete Gierwinkel G ermittelt. Aus der Winkelposition bzw. dem Gierwinkel G und der Gierachse 52 wird eine als „Bewegungs-Quaternion Qb“ bezeichnete Quaternion konstruiert. Diese stellt wiederum einen Rotationsoperator dar, der die Bewegung des Kopfs repräsentiert.In the case where the presence of the yawing motion has been detected, the tangential acceleration becomes at integrated twice and thus determined the distance covered in the yaw motion. By the radius of the head 9 divided results in the current angular position of the head 9 , In addition, while the yaw angle associated with the current angular position G determined. From the angular position or the yaw angle G and the yaw axis 52 is constructed a quaternion called "motion quaternion Qb". This in turn represents a rotation operator that represents the movement of the head.

In einem nachfolgenden Verfahrensschritt 60 wird mittels der in der Bewegungs-Quaternion Qb enthaltenen Bewegungsinformation ein einer vorhergehenden Ausrichtung des Kopfs 9 zugeordneter Orientierungs-Rotationsoperator, konkret eine „Orientierungs-Quaternion Qn-1“ zu einer aktuellen Orientierungs-Quaternion Qn „geupdated“, d.h. erneuert, indem die vorhergehende Orientierungs-Quaternion Qn-1 mit der Bewegungs-Quaternion Qb multipliziert wird. Als „erste“ Orientierungs-Quaternion Qn wird zur Initialisierung eine Einheitsquaternion Qe angesetzt, d. h. als fiktiver „Startwert“ angenommen. Diese weist die Form Q e = ( 1 0 0 0 )

Figure DE102018206975A1_0002
auf.In a subsequent process step 60 is using the in motion quaternion Qb contained motion information of a previous orientation of the head 9 associated orientation rotation operator, specifically an "orientation quaternion Qn-1" to a current orientation quaternion Qn "Updated", ie renewed by the previous orientation quaternion Qn-1 with the motion quaternion Qb is multiplied. As a "first" orientation quaternion Qn is a unit quaternion for initialization Qe assumed, ie assumed as fictitious "starting value". This has the shape Q e = ( 1 0 0 0 )
Figure DE102018206975A1_0002
on.

Wird im Verfahrensschritt 40 keine Bewegung erkannt, erfolgt in einem weiteren Verfahrensschritt 70 für den entsprechenden „statischen“ Datenframe D eine Korrektur des Gierwinkels G, sowie eines Nick- und eines Rollwinkels des Kopfs 9. Zunächst wird hierzu der Einfluss der Erdbeschleunigung g aus den Beschleunigungsdaten A entfernt. Um Messrauschen in den Beschleunigungsdaten A zu verringern wird dann ein Mittelwert ames für diese ermittelt. Anschließend wird der Mittelwert ames, konkret der diesem zugeordnete Vektor mittels der für die vorhergehenden Datenframes D ermittelten Ausrichtung, konkret also mittels der vorstehend beschriebenen vorhergehenden Orientierungs-Quaternion Qn-1 rotiert. Um eine Restabweichung des daraus resultierenden gedrehten Mittelwertvektors aw von der Soll-Ausrichtung, vorgegeben durch den globalen Gravitationsvektor gw, zu ermitteln, wird das Skalarprodukt und das Kreuzprodukt zwischen dem resultierenden Mittelwertvektor aw und dem globalen Gravitationsvektor gw ermittelt. Das Skalarprodukt ergibt dabei einen Korrektur-Winkel θk und das Kreuzprodukt die Korrektur-Achse uw, um die eine Drehung mit dem Korrektur-Winkel θk erfolgen muss, um den resultierenden Mittelwertvektor aw mit dem globalen Gravitationsvektor gw zur Deckung zu bringen (vgl. 6). Hieraus wird anschließend eine Abweichungs-Quaternion Qd1 konstruiert.Will in the process step 40 no movement detected takes place in a further method step 70 for the corresponding "static" data frame D a correction of the yaw angle G , and a pitch and a roll angle of the head 9 , First, this is the influence of gravitational acceleration G from the acceleration data A away. To measurement noise in the acceleration data A to decrease then becomes an average ames determined for this. Subsequently, the mean value ames Specifically, the vector assigned to it by means of the previous data frames D determined orientation, specifically by means of the above-described previous orientation quaternion Qn-1 rotates. By a residual deviation of the resulting rotated mean vector aw from the target orientation, given by the global gravitational vector gw , the scalar product and the cross product between the resulting mean vector will determine aw and the global gravitational vector gw determined. The scalar product results in a correction angle θk and the cross product the correction axis uw to make the one rotation with the correction angle θk must be done to the resulting mean vector aw with the global gravitational vector gw to bring to cover (cf. 6 ). This then becomes a deviation quaternion qd1 constructed.

Außerdem wird der Gierwinkel G während eines statischen Datenframes D vergleichsweise langsam in Richtung der Null-Grad-Blickrichtung 12 gedriftet. Dazu wird im Verfahrensschritt 70 basierend auf dem globalen Gravitationsvektor gw eine gierfreie Quaternion Qd2 ermittelt. D.h. diese gierfreie Quaternion Qd2 enthält nur die aktuellen Informationen der Nick- und Rollwinkel, während der Gierwinkel G auf null, also auf die Null-Grad-Blickrichtung 12 gesetzt ist. Die Null-Grad-Blickrichtung 12 muss also nicht (oder nicht mehr) mit der Sagittalebene zusammenfallen (d. h. parallel zur Medianebene 14 ausgerichtet sein=. Konkret wird diese gierfreie Quaternion Qd2 analog zu der vorstehend beschriebenen Abweichungs-Quaternion Qd1 ermittelt. Anschließend wird zwischen der gierfreien Quaternion Qd2 und der Abweichungs-Quaternion Qd1 sphärisch interpoliert, so dass, je länger keine Bewegung detektiert wird, der aktuelle Wert des Gierwinkels G null Grad angenähert wird. Mit anderen Worten wird die Null-Grad-Blickrichtung 12 von der Ausrichtung parallel zur Medianebene 14 zu der aktuellen Winkelposition des Kopfs 9 hin verschoben. Durch diese Interpolation wird eine neue Abweichungs-Quaternion Qd gebildet. Als Schrittweite bei dieser Interpolation werden dabei - abhängig von der gewünschten Dauer der Drift der Null-Grad-Blickrichtung 12 zu der aktuellen Winkelposition des Kopfs 9 hin - Werte zwischen beispielsweise 0,5 Prozent (langsame Drift) oder 2 Prozent (vergleichsweise schnelle Drift) angesetzt.In addition, the yaw angle G during a static data frame D comparatively slowly in the direction of the zero-degree viewing direction 12 drifted. For this purpose, in the process step 70 based on the global gravitational vector gw a greedy quaternion Qd2 determined. That is, this greedy quaternion Qd2 contains only the current information of the pitch and roll angles, while the yaw angle G to zero, that is, to the zero-degree viewing direction 12 is set. The zero-degree viewing direction 12 does not have to (or no longer) coincide with the sagittal plane (ie parallel to the median plane 14 be aligned. Specifically, this greedy quaternion Qd2 analogous to the deviation quaternion described above qd1 determined. Subsequently, between the greedy quaternion Qd2 and the deviation quaternion qd1 interpolated spherically, so that the longer no movement is detected, the current value of the yaw angle G zero degree is approximated. In other words, the zero-degree viewing direction 12 from the alignment parallel to the median plane 14 to the current angular position of the head 9 postponed. This interpolation becomes a new deviation quaternion qd educated. As a step size in this interpolation are - depending on the desired duration of the drift of the zero-degree viewing direction 12 to the current angular position of the head 9 values between, for example, 0.5 percent (slow drift) or 2 percent (relatively fast drift).

Im Verfahrensschritt 60 wird anschließend, analog zum vorstehend beschriebenen Update der vorhergehenden Orientierungs-Quaternion Qn-1 auf die aktuelle Orientierungs-Quaternion Qn die neue Abweichungs-Quaternion Qd (anstelle der Bewegungs-Quaternion Qb) herangezogen. Anschließend erfolgt für den nächsten Datenframe ein Rücksprung auf den Verfahrensschritt 40.In the process step 60 is then analogous to the previously described update of the previous orientation quaternion Qn-1 to the current orientation quaternion Qn the new deviation quaternion qd (instead of the motion quaternion Qb ). Subsequently, a return to the method step takes place for the next data frame 40 ,

In einem nicht näher dargestellten Verfahrensschritt wird anhand des jeweiligen aktuellen Gierwinkels G eine Blickrichtungswahrscheinlichkeitsverteilung erstellt (s. 7), indem für jeden aktuellen Gierwinkel G eine Gauss'sche Normalverteilung mit einer Standardabweichung von z. B. 10 Grad angesetzt wird. Für jeden Gierwinkel G, entlang dem der Hörgeräteträger seinen Blick ausgerichtet hat, enthält die Blickrichtungswahrscheinlichkeitsverteilung somit einen „Peak“, so dass sich ablesen lässt, wo der Hörgeräteträger bspw. in der letzten Minute hingeblickt hat. Um ein „Vergessen“ oder „Verblassen“ vergleichsweise „alter“ (bspw. älter als 1 bis 3 Minuten) vom Kopf 9 eingenommener Gierwinkel G zu ermöglichen, werden in einem optionalen Ausführungsbeispiel vor jedem neuen Eintrag in die Blickrichtungswahrscheinlichkeitsverteilung die vorhergehenden Wahrscheinlichkeitswerte einheitlich herabgesetzt. Die neue Normalverteilung wird entsprechend gewichtet eingetragen, so dass alle Winkelpositionen kumuliert eins ergeben. Mittels der Blickrichtungswahrscheinlichkeitsverteilung lässt sich abschätzen, ob der Hörgeräteträger an einem Gespräch mit mehreren Personen, dann würde er mehrfach seinen Blick zwischen einzelnen Gierwinkeln G gewechselt haben, teilnimmt, oder ob er „nur“ in eine Richtung blickt. Diese Information wird von dem Signalprozessor 4 zur Einstellung einer Richtwirkung der Mikrofone 3 herangezogen.In a non-illustrated method step is based on the current yaw angle G creates a line of sight probability distribution (s. 7 ) for each current yaw angle G a Gaussian normal distribution with a standard deviation of z. B. 10 degrees is set. For every yaw angle G along which the hearing device wearer has aligned his gaze, the line of sight probability distribution thus contains a "peak", so that it is possible to read where the hearing device wearer has looked, for example, in the last minute. To a "forgetting" or "fading" comparatively "old" (eg older than 1 to 3 minutes) from the head 9 assumed yaw angle G allow, in an optional embodiment, before each new entry in the line of sight probability distribution, the previous probability values are uniformly reduced. The new normal distribution is entered accordingly weighted, so that all angular positions cumulatively one. By means of the line of sight probability distribution it can be estimated whether the hearing aid wearer is engaged in a conversation with several people, then he would repeatedly glance between individual yaw angles G have changed, participated or whether he "only" looks in one direction. This information is provided by the signal processor 4 for setting a directivity of the microphones 3 used.

Der Gegenstand der Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können weitere Ausführungsformen der Erfindung von dem Fachmann aus der vorstehenden Beschreibung abgeleitet werden. Insbesondere können die anhand der verschiedenen Ausführungsbeispiele beschriebenen Einzelmerkmale der Erfindung und deren Ausgestaltungsvarianten auch in anderer Weise miteinander kombiniert werden.The object of the invention is not limited to the embodiments described above. Rather, other embodiments of the invention may be derived by those skilled in the art from the foregoing description. In particular, the individual features of the invention described with reference to the various exemplary embodiments and their design variants can also be combined with one another in a different manner.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Hörgeräthearing Aid
22
Gehäusecasing
33
Mikrofonmicrophone
44
Signalprozessorsignal processor
55
Lautsprecherspeaker
66
Beschleunigungssensoraccelerometer
77
Batteriebattery
88th
Schallschlauchsound tube
99
Kopfhead
1010
Ohrstückearpiece
1212
Null-Grad-BlickrichtungZero degree line of sight
1414
Medianebenemedian plane
2020
Verfahrensschrittstep
3030
Verfahrensschrittstep
4040
Verfahrensschrittstep
5050
Verfahrensschrittstep
5252
Gierachseyaw axis
5454
Bewegungsebenemovement plane
5656
Messebenemeasuring plane
6060
Verfahrensschrittstep
7070
Verfahrensschritt step
AA
Beschleunigungsdatenacceleration data
amesames
MittelwertAverage
arar
Radial-BeschleunigungRadial acceleration
atat
Tangential-BeschleunigungTangential acceleration
awaw
resultierender Mittelwertvektorresulting mean vector
DD
Datenframedata frame
GG
Gierwinkelyaw
gG
Erdbeschleunigungacceleration of gravity
gwgw
globaler Gravitationsvektorglobal gravity vector
QaQa
Normierungs-QuaternionNormalization quaternion
QbQb
Bewegungs-QuaternionMotion quaternion
Qd, Qd1Qd, Qd1
Abweichungs-QuaternionDeviation quaternion
Qd2Qd2
gierfreie Quaterniongreedy quaternion
QeQe
Einheitsquaternionunit quaternion
Qn, Qn-1Qn, Qn-1
Orientierungs-QuaternionOrientation quaternion
tt
ZeitTime
θkθk
Korrektur-WinkelCorrection angle
uwuw
Korrektur-AchseCorrection shaft
x, y, zx, y, z
Messachsemeasuring axis

Claims (26)

Verfahren zum Betrieb eines Hörgeräts (1), das einen Beschleunigungssensor (6) aufweist, der im bestimmungsgemäßen Tragezustand am Kopf (9) eines Hörgeräteträgers positioniert und der zur Messung in drei senkrecht aufeinander stehenden Messachsen (x,y,z) eingerichtet ist, wobei verfahrensgemäß - anhand von durch ein Beschleunigungssignal transportierte Beschleunigungsdaten (A) des Beschleunigungssensors (6) auf eine Bewegung des Hörgeräteträgers geschlossen wird, - aus den Beschleunigungsdaten (A) eine Bewegungsebene (54) der Bewegung des Hörgeräteträgers abgeleitet wird, - aus den Beschleunigungsdaten (A) eine Bewegungsachse (52) und eine Bewegungsrichtung der Bewegung ermittelt werden, und - anhand der Bewegungsebene (54), der Bewegungsachse (52) und der Bewegungsrichtung auf ein Vorliegen einer Rotationsbewegung des Kopfs (9) geschlossen wird.Method for operating a hearing device (1), which has an acceleration sensor (6) which is positioned in the intended wearing state on the head (9) of a hearing aid wearer and which is set up for measurement in three measuring axes (x, y, z) perpendicular to one another, wherein according to the method is concluded on the basis of transmitted by an acceleration signal acceleration data (A) of the acceleration sensor (6) on a movement of the hearing aid wearer, from the acceleration data (A) a movement plane (54) of the movement of the hearing device wearer is derived, - From the acceleration data (A) a movement axis (52) and a movement direction of the movement are determined, and - Based on the movement plane (54), the movement axis (52) and the direction of movement is closed to a presence of a rotational movement of the head (9). Verfahren nach Anspruch 1, wobei als Vorliegen der Rotationsbewegung das Vorliegen einer Gierbewegung herangezogen wird.Method according to Claim 1 in which the presence of a yawing motion is used as the presence of the rotational movement. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Beschleunigungsdaten (A) blockweise in aufeinanderfolgenden Datenframes (D) analysiert werden.Method according to Claim 1 or 2 in which the acceleration data (A) are analyzed in blocks in successive data frames (D). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei als Merkmal für das Vorliegen der Bewegung des Hörgeräteträgers ein Wertebereich und/oder eine Varianz des Beschleunigungssignals herangezogen werden.Method according to one of Claims 1 to 3 , Wherein a value range and / or a variance of the acceleration signal are used as a feature for the presence of the movement of the hearing aid wearer. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei im bestimmungsgemäßen Tragezustand des Hörgeräts (1) aus den Beschleunigungsdaten (A) ein für eine Verdrehung der Messachsen (x,y,z) des Beschleunigungssensors (6) gegenüber einer Transversalebene des Körpers des Hörgeräteträgers und/oder einer Horizontalebene indikativen Normierungs-Rotationsoperator (Qa) ermittelt wird.Method according to one of Claims 1 to 4 , wherein in the proper wearing state of the hearing aid (1) from the acceleration data (A) for a rotation of the measuring axes (x, y, z) of the acceleration sensor (6) relative to a transverse plane of the body of the hearing aid wearer and / or a horizontal plane indicative normalization rotation operator (Qa) is determined. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Verdrehung der Messachsen (x,y,z) anhand des Kreuzprodukts und des Skalarprodukts zwischen dem aus den Beschleunigungsdaten (A) ermittelten Gravitationsvektor und einem globalen Gravitationsvektor (gw) ermittelt wird.Method according to Claim 5 in which the rotation of the measuring axes (x, y, z) is determined on the basis of the cross product and the scalar product between the gravitational vector determined from the acceleration data (A) and a global gravitational vector (gw). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Beschleunigungsdaten (A) geglättet werden, insbesondere mittels eines Medianfilters. Method according to one of Claims 1 to 6 in which the acceleration data (A) are smoothed, in particular by means of a median filter. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei zur Bestimmung der Rotationsbewegung, insbesondere einer Gierbewegung des Kopfs (9) aus den Beschleunigungsdaten (A) eine für die Rotationsbewegung radial zum Kopf (9) des Hörgeräteträgers gerichtete Beschleunigung (ar) und eine tangential gerichtete Beschleunigung (at) abgeleitet werden.Method according to one of Claims 1 to 7 , wherein for determining the rotational movement, in particular a yaw movement of the head (9) from the acceleration data (A) directed for the rotational movement radially to the head (9) of the hearing aid wearer acceleration (ar) and a tangentially directed acceleration (at) are derived. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Bewegungsebene (54) aus der radial gerichteten Beschleunigung (ar) und der tangential gerichteten Beschleunigung (at) konstruiert wird, und wobei die Bewegungsebene (54) derart gedreht wird, dass sie parallel zu einer von den zwei zur Ermittlung der radial gerichteten Beschleunigung (ar) und der tangential gerichteten Beschleunigung (at) herangezogenen Messachsen (x,y,z) aufgespannten Messebene (56) ausgerichtet ist.Method according to Claim 8 wherein the plane of motion (54) is constructed from the radially directed acceleration (ar) and the tangentially directed acceleration (at), and wherein the plane of motion (54) is rotated to be parallel to one of the two for determining the radially directed one Acceleration (ar) and the tangentially directed acceleration (at) used measuring axes (x, y, z) clamped measuring plane (56) is aligned. Verfahren nach Anspruch 9, wobei für die Drehung der Bewegungsebene (54) die Verkippung der Bewegungsebene (54) gegenüber der Messebene (56) ermittelt wird, indem eine Ellipse in einen gegeneinander aufgetragenen Verlauf der radial gerichteten Beschleunigung (ar) und der tangential gerichteten Beschleunigung (at) gefittet wird, ein Normalenvektor der Ellipsenfläche als Bewegungsachse (52) angenommen und für den Normalenvektor ein Kippwinkel gegenüber der Messebene (56) ermittelt wird.Method according to Claim 9 , wherein for the rotation of the plane of motion (54) the tilting of the plane of movement (54) relative to the measuring plane (56) is determined by an ellipse in a mutually applied course of the radially directed acceleration (ar) and the tangentially directed acceleration (at) fitted is assumed, a normal vector of the ellipse surface as the movement axis (52) and for the normal vector, a tilt angle with respect to the measurement plane (56) is determined. Verfahren nach Anspruch 10, wobei mittels der Bewegungsebene (54) ein Bewegungs-Rotationsoperator (Qb) für die aktuelle Bewegung Kopfs (9) des Hörgeräteträgers konstruiert wird, indem anhand der tangential gerichteten Beschleunigung (at) ein Rotationswinkel (G) der Rotationsbewegung des Kopfs (9) ermittelt wird.Method according to Claim 10 in which a motion rotation operator (Qb) for the current movement head (9) of the hearing aid wearer is constructed by means of the movement plane (54) by determining a rotation angle (G) of the rotational movement of the head (9) on the basis of the tangentially directed acceleration (at) becomes. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei anhand der tangential gerichteten Beschleunigung (at) nur dann, wenn das Vorliegen der Rotationsbewegung erkannt wird, der Rotationswinkel (G) der Rotationsbewegung des Kopfs (9) ermittelt wird.Method according to Claim 10 or 11 , wherein based on the tangentially directed acceleration (at) only when the presence of the rotational movement is detected, the rotation angle (G) of the rotational movement of the head (9) is determined. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei als Merkmal für das Vorliegen der Rotationsbewegung des Kopfs (9) eine Fläche der Ellipse ermittelt und in Abhängigkeit von der Ausprägung des Merkmals auf das Vorliegen der Rotationsbewegung geschlossen wird.Method according to one of Claims 9 to 12 in that as a feature for the presence of the rotational movement of the head (9), a surface of the ellipse is determined and closed depending on the characteristic of the feature on the presence of the rotational movement. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei als Merkmal für das Vorliegen der Rotationsbewegung des Kopfs (9) des Hörgeräteträgers aus der tangential gerichteten Beschleunigung (at) eine zugeordnete Intensität und/oder eine Intensität einer Tangential-Geschwindigkeit abgeleitet wird.Method according to one of Claims 9 to 13 in which, as a feature for the presence of the rotational movement of the head (9) of the hearing aid wearer, an associated intensity and / or an intensity of a tangential velocity is derived from the tangentially directed acceleration (at). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei für den Fall, dass keine Bewegung des Hörgeräteträgers erkannt wird, eine Korrektur eines Nickwinkels und/oder eines Rollwinkels des Kopfs (9), deren zugeordnete Rotationsachsen jeweils zumindest grob in der Transversalebene liegen, durchgeführt wird.Method according to one of Claims 1 to 14 , Wherein, in the event that no movement of the hearing aid wearer is detected, a correction of a pitch angle and / or a roll angle of the head (9), whose associated axes of rotation are each at least roughly in the transverse plane is performed. Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Beschleunigungsdaten (A) des aktuellen Datenframes (D) mittels der Ausrichtungsinformation des vorausgehenden Datenframes (D) rotiert werden, und wobei für die derart rotierten Beschleunigungsdaten (A) jeweils mittels des Kreuzprodukts und des Skalarprodukts eine Restabweichung der Ausrichtung im Vergleich zu dem vorausgegangenen Datenframe (D) ermittelt wird.Method according to Claim 15 in which the acceleration data (A) of the current data frame (D) is rotated by means of the alignment information of the preceding data frame (D), and wherein for the thus rotated acceleration data (A), respectively, by means of the cross product and the dot product, a residual deviation of the orientation compared to previous data frame (D) is determined. Verfahren nach Anspruch 16, wobei ein Abweichungs-Rotationsoperator (Qd1) mittels der Restabweichung konstruiert wird.Method according to Claim 16 in which a deviation rotation operator (Qd1) is constructed by the residual deviation. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei für den Fall, dass keine Bewegung des Hörgeräteträgers erkannt wird, eine Korrektur eines der Gierbewegung zugeordneten Gierwinkels (G) durchgeführt wird, indem eine Hauptblickrichtung (12) des Hörgeräteträgers von der Medianebene (14) des Körpers des Hörgeräteträgers weg zu einer aktuellen Blickrichtung hin angeglichen wird.Method according to one of Claims 15 to 17 wherein, in the event that no movement of the hearing aid wearer is detected, a correction of the yaw movement associated yaw angle (G) is performed by a main viewing direction (12) of the hearing aid wearer away from the median plane (14) of the body of the hearing aid wearer to a current viewing direction adjusted. Verfahren nach Anspruch 16 und 18, wobei ein gierfreier Rotationsoperator (Qd2), bei dem der Gierwinkel (G) auf null Grad gesetzt wird, auf Basis des globalen Gravitationsvektors (gw) ermittelt wird, und wobei zwischen dem gierfreien Rotationsoperator (Qd2) und dem Abweichungs- Rotationsoperator (Qd1) zur Bildung eines neuen Abweichungs- Rotationsoperators (Qd) sphärisch interpoliert wird.Method according to Claim 16 and 18 wherein a yaw-free rotation operator (Qd2) in which the yaw angle (G) is set to zero degrees is determined on the basis of the global gravitational vector (gw), and wherein between the yaw-free rotation operator (Qd2) and the deviation rotation operator (Qd1) is spherically interpolated to form a new deviation rotation operator (Qd). Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 19, wobei für die aktuelle Ausrichtung des Kopfs (9) ein neuer Orientierungs- Rotationsoperator (Qn) ermittelt wird, indem ein vorausgehender Orientierungs-Rotationsoperator (Qn-1) mit dem Bewegungs- Rotationsoperator (Qb) oder mit dem Abweichungs- Rotationsoperator (Qd,Qd1) verrechnet wird.Method according to one of Claims 11 to 19 in which, for the current orientation of the head (9), a new orientation rotation operator (Qn) is determined by using a preceding orientation rotation operator (Qn-1) with the motion rotation operator (Qb) or with the deviation rotation operator (Qd, Qd1) is charged. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 20, wobei als Rotationsoperator jeweils eine korrespondierende Quaternion (Qa,Qb,Qd,Qd1,Qd2,Qn, Qn-1) ermittelt wird.Method according to one of Claims 5 to 20 , wherein as a rotation operator in each case a corresponding quaternion (Qa, Qb, Qd, Qd1, Qd2, Qn, Qn-1) is determined. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, wobei auf Basis des Orientierungs- Rotationsoperators (Qn) eine Blickrichtungswahrscheinlichkeitsverteilung erstellt wird.Method according to Claim 20 or 21 wherein, based on the orientation rotation operator (Qn), a view-direction likelihood distribution is created. Verfahren nach Anspruch 22, wobei ausgehend von der Hauptblickrichtung eine Gauss'sche Normalverteilung mit einer vorgegebenen Standardabweichung angenommen wird, und wobei für eine aktuelle Gierposition eine neue Normalverteilung mit vorgegebener Standardabweichung gesetzt wird. Method according to Claim 22 in which, starting from the main viewing direction, a Gaussian normal distribution with a predetermined standard deviation is assumed, and wherein for a current yaw position a new normal distribution with a predetermined standard deviation is set. Verfahren nach Anspruch 10 und 23, wobei die Standardabweichung in Abhängigkeit von einem Restfehler der Bestimmung der Bewegungsebene (54) variabel vorgegeben wird.Method according to Claim 10 and 23 , wherein the standard deviation is set variably as a function of a residual error of the determination of the movement plane (54). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 24, wobei die Information über die Rotationsbewegung des Kopfs (9) des Hörgeräteträgers, insbesondere die Blickrichtungswahrscheinlichkeitsverteilung zur Anpassung eines Signalverarbeitungsalgorithmus für eine Gruppengesprächssituation herangezogen wird.Method according to one of Claims 1 to 24 in which the information about the rotational movement of the head (9) of the hearing device wearer, in particular the line of sight probability distribution, is used to adapt a signal processing algorithm for a group talk situation. Hörgerät (1) mit einem Beschleunigungssensor (6), der im bestimmungsgemäßen Tragezustand am Kopf (9) eines Hörgeräteträgers positioniert und der zur Messung in drei senkrecht aufeinander stehenden Messachsen (x,y,z) eingerichtet ist, und mit einem Prozessor (4), der zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 25 eingerichtet ist.Hearing aid (1) with an acceleration sensor (6) which is positioned in the intended wearing state on the head (9) of a hearing aid wearer and which is set up for measurement in three measuring axes (x, y, z) perpendicular to one another and with a processor (4) responsible for carrying out the method according to one of Claims 1 to 25 is set up.
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